Az egyik leggyakoribb ultraszűrő membrán anyag a polivinilidén-fluorid (PVDF). Ez az anyag kiváló vegyszer- és oxidációs ellenálló képességgel rendelkezik, és hosszú távú stabil működést tesz lehetővé klórtartalmú-vagy összetett vízkörnyezetben, így széles körben alkalmazzák a települési és ipari vízkezelő rendszerekben. A PVDF membránokat jellemzően hidrofil módon módosítják, hogy csökkentsék a membrán eltömődését és javítsák a fluxus stabilitását.
Egy másik gyakori anyag a poliéterszulfon (PES) vagy a poliszulfon (PSF). Ezek az anyagok nagy mechanikai szilárdsággal és jó termikus stabilitással rendelkeznek, egyenletes membránszerkezettel és stabil elválasztási teljesítménnyel rendelkeznek, így alkalmasak precíziós szűrési alkalmazásokhoz magas vízminőségi követelmények mellett. Természetes hidrofilitásuk azonban viszonylag gyenge, és általában felületmódosítást vagy adalékanyagokat igényel, hogy javítsák korcsosodásgátló tulajdonságaikat.
Vannak újabb vagy módosított anyagok is, például PAN (poliakrilnitril), CA (cellulóz-acetát) és kerámia ultraszűrő membránok. A kerámia membránok szervetlen anyagokból, például alumínium-oxidból és cirkónium-oxidból készülnek, és rendkívül erős magas-hőmérsékletállósággal, sav- és lúgállósággal, valamint lerakódásgátló tulajdonságokkal rendelkeznek, így extrém ipari környezetben is alkalmazhatók, de magasabb költséggel. Összességében az ultraszűrő membrán anyagok kiválasztása megköveteli a teljesítmény, a költségek és az alkalmazási környezet közötti egyensúlyt, hogy megfeleljen a különböző vízkezelő rendszerek igényeinek.