היישום התעשייתי של אוסמוזה הפוכה החל בשנות ה-60 ונמצא מאז בהתפתחות מתמדת. כיום היא משמשת להתפלת מי ים, למחזור חומרים כימיים, לטיפול במי שפכים, וליישומים ייחודיים כמו סינון בתעשיית המזון, תעשיית החלב, היין ואפילו לייצור אתנול.
אחד מיתרונותיה הבולטים הוא היכולת לסנן מזהמים שאינם ניתנים לסילוק בדרכים אחרות, כולל פלואוריד, חומרים רעילים ומלחים קשים. בזכות התקדמות טכנולוגית, ניתן כיום להפיק כמויות גדולות של מים נקיים בעלות משתלמת יותר מבעבר — תוך שמירה על איכות גבוהה ויציבות בתפוקה.
במקרים מסוימים, רכז שנפלט מהממברנות עובר תהליך נוסף של סינון חוזר, המאפשר להפיק ממנו עוד מים ולהפחית את כמות הפסולת.
