Ultrafiltracja jest procesem filtracji, który zachodzi przy użyciu materiałów porowatych: membran i sit. Proces jest skuteczny gdy pory zastosowanego narzędzia filtracji zbliżone są wielkością do pojedynczych cząsteczek substancji, roztworów rzeczywistych czy mieszanin gazów. Wówczas umożliwia ona na rozseparowanie poszczególnych indywiduów chemicznych.
Ultrafiltracja wody jest metodą oczyszczania wody przy wykorzystaniu membrany o wielkości porów pomiędzy 1-100nm. Jest skuteczną metodą używaną do oddzielania zawiesin, koloidów, bakterii i wirusów w systemie przepływowym co oznacza, że nie odrzuca zanieczyszczonej wody do kanalizacji. Jednocześnie zastosowana membrana kapilarna nie powoduje wypłukiwania z wody wapnia czy magnezu. Z uwagi na powyższe metoda ultrafiltracji wody, może być z powodzeniem stosowana w gospodarstwie domowym jako metoda oczyszczania wody bieżącej. Należy jednak podkreślić, że dotyczy to tych gospodarstw domowych gdzie woda bieżąca jest stosunkowo czysta – średnio lub mało zanieczyszczona. Należy pamiętać, że ultrafiltracja nie zmiękcza wody. By poprawić walory smakowe wody i usunąć pozostałości chloru, czasami instaluje się dodatkowo wkład z węglem aktywnym.
Na skalę przemysłową ultrafiltracja stosowana jest często jako prefiltracja przed filtrem odwróconej osmozy. Filtr zapewnia pełną dezynfekcję, usunięcie zawiesiny oraz redukcję utlenialności. Membrany ultrafiltracyjne są coraz częściej stosowane w technologii uzdatniania wody i oczyszczania ścieków. Z uwagi na zastosowanie sita o bardzo drobnych otworach nazywa się ją wtedy filtracją molekularną. Istnieją różne typy membran, m.in. membrany spiralne, membrany cylindryczne rurowe, czy membrany ceramiczne.
