Obrátená osmóza je mechanický proces, pri ktorom voda prechádza stupňovanou difúziou skrz polopriepustnú membránu, ktorá zadržuje kontaminanty. Pri normálnej osmóze membrána oddeluje dva roztoky o rôznych koncentráciách. Voda prúdi z miesta s nižšou koncentráciou do miesta s vyššou. Pri obrátenej osmóze je koncentrovanejšia znečistená voda tlakom smerovaná do miest s čistou vodou.
Dokáže veľmi účinne odstániť anorganické minerály, ťažké kovy, olovo, meď, kadmium, arzén a soli ako napríklad sírany, dusičnany a fluoridy. Pri tejto technológii zostávajú všetky zachytené nečistoty v membráne, ktorá sa preto musí automaticky oplachovať, čím vzniká odpad vody v rozmedzí 4 - 8 litrov na vytvorenie 1 litra vody. I tak je ale jasné, že membrána sa neprečistí úplne dokonale, čím sa znižuje jej efektivita a je potrebné ju vymieňať 1 až 3 krát za rok. Zariadenia na báze reverznej osmózy sú obvykle doplňované vstupným i výstupným uhlíkovým filtrom prípadne UV lampou.
Veľkou nevýhodou týchto zariadení je inštalácia i údržba, ktorú musí uskutočniť servisný technik.
Technológia vodných filtrov pracujúcich na báze obrátenej alebo takzvanej reverznej osmózy je známa už dlho a bola (spolu s destiláciou) používaná v niektorých vodárňach na morskom pobreží alebo zámorských lodiach na výrobu pitnej vody z vody slanej - morskej
