Omgekeerde osmose, ook wel hyperfiltratie of reverse osmose genoemd, wordt voornamelijk gebruikt voor het verwijderen van zouten en mineralen en derhalve het verlagen van de geleidbaarheid. Een bijkomende werking is dat omgekeerde osmose deels andere stoffen zoals pesticiden, zware metalen, medicijnresten en meer tegenhoudt. Osmose is een natuurlijk proces van een stroming door een semipermeabel membraan. Wanneer zuiver water van dezelfde temperatuur aanwezig is aan beide zijden van een membraan en de druk aan beide zijden is ook gelijk is, zal er geen water door het membraan stromen. Wanneer er aan de ene kant zout wordt opgelost in het water, zal er een waterstroom door het membraan ontstaan van het zuivere water naar het water met zouten. De natuur probeert het concentratieverschil op te heffen als het ware. Wanneer er druk wordt uitgeoefend op de kant waar de zouten zijn toegevoegd, ontstaat er een nieuw evenwicht. Door deze druk zal er water door het membraan gaan waar de zouten er niet doorheen kunnen. Dit fenomeen wordt omgekeerde osmose genoemd. De drijvende kracht achter omgekeerde osmose is de toegepaste druk minus de osmotische druk. Het energieverbruik van omgekeerde osmose is: direct gerelateerd aan de zoutconcentratie, aangezien een hogere zoutconcentratie een hogere osmotische druk geeft.
Deze techniek wordt onder meer ingezet voor de productie van proceswater en ketelvoedingswater en het bereiden van drinkwater (uit brak of zoutwater), demin water en ultra puur water. Ook het ontharden en ontkleuren van water, het opwerken van processtromen tot een hogere kwaliteit en het zuiveren van afvalwater gericht op hergebruik behoren tot de vele mogelijkheden.