Мембраны делятся на биологические и синтетические; последние, в свою очередь, подразделяются на полимерные и неорганические. Существуют различные классификации мембран: по типу структуры мембраны делят на пористые и непористые (диффузионные); по агрегатному состоянию они могут быть твердыми и жидкими; по особенностям морфологии различают гомогенные, ассиметричные, композитные, половолоконные мембраны и т. п.; по типу вещества мембраны подразделяют на полимерные, металлические, стеклянные, керамические, цеолитные и т. п. Движущей силой мембранных процессов могут служить градиенты давления, концентрации, температуры или электрического потенциала. Основные характеристики мембран — селективность (коэффициент разделения), проницаемость, стабильность, химическая и термическая устойчивость.