超濾膜被大量用于水處理工程。超濾技術在反滲透預處理、飲用水處理、中水回用等領域發揮著越來越重要的作用。超濾技術在酒類和飲料的除菌與除濁，藥品的除熱原以及食品及制藥物濃縮過程中均起到關鍵作用。

超濾過濾孔徑和截留分子量的范圍一直以來定義較為模糊，一般認為超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.1微米，截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)為1,000-1,000,000 Dalton。嚴格意義上來說超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.01微米，截留分子量為1,000-300,000 Dalton。若過濾孔徑大于0.01微米，或截留分子量大于300,000 Dalton的微孔膜就應該定義為微濾膜或精濾膜。

一般用于水處理的超濾膜標稱截留分子量為30,000-300,000 Dalton，而截留分子量為6,000-30,000 Dalton 的超濾膜大多用于物料的分離、濃縮、除菌和除熱源等領域。

超濾膜的形式可以分為板式和管式兩種。管式超濾膜根據其管徑的不同又分為中空纖維、毛細管和管式。市場上用于水處理的超濾膜基本上以毛細管式為主，個別工程中使用的中空纖維(內徑0.1-0.5mm)聚乙烯或聚丙烯微孔膜實際上應屬于微濾膜。

將超濾膜絲組合成可與超濾系統連接的組件稱為超濾膜組件。超濾膜組件分為內壓式、外壓式和浸沒式三種。其中浸沒式超濾膜過濾的推動力是膜管內部的真空與大氣壓之間的壓力差。對于過濾精度要求較高的超濾膜，這一壓力差通常不易滿足所需過濾推動力的要求，因此浸沒式的組件形式比較適合于過濾精度較低的超濾膜或微濾膜。外壓式超濾在正沖與反沖時，膜表面液體的流速極不均勻，影響膜表面的沖洗效果，因此常用于水處理的超濾膜還是內壓式組件結構較具有優勢。