由于膜分離過程中必然截留部分溶質，截留的溶質在膜表面或膜孔中沉積導致膜性能下降的過程稱為膜污染。膜污染的主要表現形式為：降低溶劑的膜通量；降低或提高溶質的截留率。膜污染是膜工藝過程中不可避免的伴生現象，以壓力為驅動力的膜過程中的膜污染，主要包括無機物污染、有機物污染與微生物污染三大類。無機物污染指顆粒物、難溶鹽在膜表面沉淀析出；有機物污染指有機物在膜孔內的吸附、堵塞與截留，以及在膜表面形成的凝膠層；微生物污染指微生物在膜表面的附著、堵塞與滋生。三類膜污染因素的合成作用，可堵塞膜孔或形成濾餅，使膜的分離性能指標惡化。

多孔膜的污染以有機物與微生物污染為主，以無機物污染為輔。

致密膜的污染同時存在無機物、有機物與微生物污染三種形式。難溶鹽的飽和度超過其極限時將在膜表面析出沉淀，而當有機物與微生物在膜表面聚集并形成凝膠層時，即使無機鹽尚未達到飽和濃度，也會與凝膠物結合形成沉淀。

膜材料及其改性、膜表面的構型、膜元件的結構、預處理及膜系統的設計與運行等領域內，技術進步的重要目的之一就是要減除污染的成因、減緩污染的發生，減輕污染的程度、減少清洗的力度與頻次。