渗透膜的存在在自然界中已经被人们发现，后来因为一个巧合，反渗透膜在自然界中存在的证据被发现。从那以后，反渗透膜和反渗透现象引起了科学界的关注和探索。目前，反渗透过程的物质传输机制和模型主要被描述为三种理论。
第一，工业纯水设备反渗透技术溶解扩散模型
反渗透纯水设备技术溶解扩散模型将半透膜的活性表面视为无孔致密的薄膜，假设溶质和溶剂可以溶解在半透膜表面，在浓度或压力下的化学势驱动下通过反渗透半透膜。溶解度和扩散性的差异会影响溶剂通过薄膜的能力。一种观点认为，工业纯水设备利用各种杂质在半透膜的选择性下通过不同的能力进行过滤。物质的渗透性不仅取决于扩散系数，还取决于其在薄膜中的溶解度。溶质的扩散系数比水分子的扩散系数小得多。
工业纯水设备反渗透技术优先吸附毛细孔流理论
反渗透纯水设备的进水成分非常复杂。水中溶解的物质不同，会导致水溶液表面张力发生变化。水中溶质分布不均匀，溶液表面浓度与溶液内部浓度不同，会导致溶液表面吸附。当水溶液与聚合物多孔膜接触时，如果膜的化学性质使膜对溶质负吸附，优先对水进行正吸附，将在膜与溶液界面上形成一层被膜吸附的一定厚度的纯水层。在外压作用下，可以通过膜表面的毛孔获得纯净水。这一理论直接解释了工业纯净水设备中的原始水分。
工业纯水设备反渗透技术氢键理论
在反渗透纯水设备中制备纯水的过程中，很多都是通过反渗透半透膜的化学特性来进行的。在醋酸纤维素中，大分子之间存在牢固的结合，并且平行排列在晶相区域，而完全无序的排列是非晶相区域。水和醋酸纤维素基上的氧原子会形成氢键，形成所谓的结合水。当醋酸纤维素吸附第一层水分子时，会导致水分子熵值大幅下降，形成类似冰的结构。在非晶相区域较大的孔空间中，结合水的占有率很低，孔中间有普通结构的水，不能与醋酸纤维素变成密膜。
