L'osmosi és un procés natural que consisteix a fer passar un líquid a través d'una membrana semipermeable que deixa passar una proporció superior de solvent que de sòlids dissolts.
Imaginem un recipient en què es troben dues solucions amb els mateixos constituents, formats per un solvent com l'aigua i un solut com la sal, de manera que la concentració de sal en la zona de la dreta és superior que la de la zona de l'esquerra.
Quan aquestes solucions es posen en contacte succeeix un fenomen anomenat difusió que fa igualar la concentració de les dues solucions. Això significa que la sal es difon des de la solució més concentrada fins a la solució més diluïda, mentre que l'aigua ho fa en sentit contrari.
Suposem ara que separem les dues solucions amb una membrana que només deixa passar l'aigua. L'aigua continuarà passant de la solució menys concentrada de sal fins a la més concentrada. D'aquesta manera es produeix un augment del nivell d'aigua, i aquest s'atura quan la pressió generada per l'augment del nivell contraresta la que fa que l'aigua travessi la membrana. Si la solució menys concentrada en realitat fos aigua pura, la diferència d'alçades seria el que anomenem la pressió osmòtica.
El procés d'osmosi inversa consisteix a invertir aquest procés. Si a la solució concentrada li apliquem una pressió superior a l'osmòtica, la difusió de l'aigua anirà en sentit contrari i la sal continuaria sense poder traspassar la membrana. D'aquesta manera, cada vegada, la solució concentrada es fa més concentrada i la menys concentrada es fa menys concentrada.
Aquest mateix procés bàsic és el que segueix qualsevol planta dessalinitzadora d'osmosi inversa.
En el procés industrial una bomba envia l'aigua salada cap a una membrana semipermeable mantenint una pressió constant. Una part de l'aigua travessa la membrana amb una quantitat petita de sals, i una altra part de l'aigua amb una quantitat de sals molt superior es rebutja. L'aigua rebutjada surt del procés amb una pressió elevada i, per tant, amb un contingut energètic alt que es recupera amb una turbina.
