A membrán{0}}alapú tengervíz sótalanítási technológiát a fordított ozmózis képviseli. Elve abban áll, hogy a tengervizet nagy nyomással egy félig{2}}áteresztő membránon vezetik át, elválasztva a vízmolekulákat a sóionoktól. A tengervíz magas ozmózisnyomása miatt a rendszernek nagy-nyomású szivattyúra van szüksége a megfelelő nyomás (általában 5–8 MPa) biztosításához, valamint nagy -sótalanító-sebességű membránanyagokra (például kompozit poliamid membránokra). Ennek a technológiának az előnyei a viszonylag alacsony energiafogyasztás és a rendszer erős modularitása, így világszerte a legszélesebb körben használt mainstream technológia.
A termikus tengervíz-sótalanítási technológiák főként a több-fokozatú gyorspárologtatást (MSF) és a több-hatású desztillációt (MED) foglalják magukban. Ezek a technológiák felmelegítik a tengervizet, hogy elpárologtassanak, majd édesvízzé kondenzálják, így elérik a sóoldat elválasztását. Az MSF a többfokozatú-csökkentett nyomású-elpárologtatás révén javítja a hatékonyságot, míg a MED több-lépcsős elpárologtatókat használ a hőenergia újrafelhasználására. A hőtechnológiák alkalmasak az erőművi hulladékhővel vagy az ipari hulladékhővel való integrációra, de nagy energiafelhasználásúak, és nagy-méretű berendezéseket igényelnek.
További feltörekvő technológiák közé tartozik az elektrodialízis, az előremenő ozmózis és a hibrid eljárások. Az elektrodialízis elektromos mező segítségével vezeti át az ionokat az ioncserélő membránokon az elválasztáshoz, így alkalmas alacsony-sótartalmú víz kezelésére. Az előremenő ozmózis ozmotikus nyomáskülönbséget használ a víz vándorlásának elősegítésére. A hibrid eljárások a membránmódszereket termikus módszerekkel vagy előkezelési technológiákkal kombinálják az általános hatékonyság és stabilitás javítása érdekében.
Rendszermérnöki szinten a tengervíz sótalanítási technológiája döntő fontosságú előkezelési és energia-visszanyerő technológiákat is tartalmaz. Például az olyan előkezelési módszerek, mint a homokszűrés és az ultraszűrés, csökkentik a szennyeződési terhelést és meghosszabbítják a membrán élettartamát; energia-visszanyerő eszközök (ERD) visszanyerik a koncentrált sóoldat nyomásenergiáját, jelentősen csökkentve az üzemi energiafogyasztást. Összességében a tengervíz sótalanítási technológiája egy átfogó vízkezelő rendszer, amelynek középpontjában a fordított ozmózis áll, és amelyet több folyamat szinergikus optimalizálása egészít ki.