Die Umkehrosmose ist als wirkungsvolles Verfahren zur Aufbereitung von Rohwasser zu Trinkwasser (Permeat) sehr verbreitet. Häufig wird die Umkehrosmoseanlage dabei als Zwischenschritt in Kombination mit weiteren Aufbereitungsstufen eingesetzt, um das gewünschte Ergebnis zu erreichen. So bestehen Wasseraufbereitungsanlagen häufig aus speziellen Filtern zum Entfernen von gröberen Partikeln, Aktivkohlefiltern, Umkehrosmoseanlagen und eventuell UV-Anlagen zur Desinfektion des Wassers. Ein Größenvergleich zeigt, warum die Umkehrosmose herkömmlichen Filtrationsverfahren meist überlegen ist und eine besonders hohe Permeat-Qualität erreicht. Während Partikel in der Größenordnung eines menschlichen Haares oder von Blutzellen mithilfe einer herkömmlichen Partikelfiltration entfernt werden können und Bakterien sowie Viren und Pestizide noch per Makro-, Mikro- oder Ultrafiltration abgereinigt werden können, ist nur die Umkehrosmose in der Lage, ausschließlich H2O-Moleküle durch die Membran passieren zu lassen. Die Trinkwasserverordnung stellt sehr hohe Anforderungen an die Zusammensetzung des resultierenden Permeats. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Trinkwasser keinerlei gesundheitsgefährdende, schädliche oder geschmacksbeeinträchtigende Stoffe enthält. Zu den wichtigsten Grenzwerten gehören etwa Eisen (0,2 mg/l), Mangan (0,05 mg/l) oder Sulfat (250 mg/l). Die Erzeugung qualitativ hochwertigen Permeats mit hohem Reinheitsgrad ist nicht nur in der Trinkwasseraufbereitung von Bedeutung. Auch in der Brauchwasseraufbereitung werden Umkehrosmoseanlagen eingesetzt, um als Produkt ein Permeat mit einer bestimmten Zusammensetzung zu erhalten. So wird beispielsweise das Boilerwasser in Kraftwerken einer Umkehrosmose unterzogen, um Mineralstoffe daraus zu entfernen und schädliche Verkalkungen durch verdampfendes Wasser zu verhindern.