Filtry osmotyczne opierają się na naturalnym zjawisku istnienia zróżnicowania ciśnienia między cieczami o różnych stężeniach odizolowanymi błoną w połowie przepuszczalną. To mówiąc fachowo ciśnienie osmotyczne. Ze względu na stosunkowo niewielkie dysproporcje ciśnień w zjawisku osmoza opiera się na zjawisku odwrotnym, w którym występuje zewnętrzne źródło ciśnienia (ciśnienie sieci wodociągowej). W procesie takim ma miejsce przesączanie wody z większym stężeniem zanieczyszczeń do płynu z słabszym stężeniem. Tak oto uzyskujemy bardzo wysoką dokładność uzdatniania. W osmozie odfiltrowywane są niepożądane substancje takie jak m.in.: mangan, żelazo, twardość ale też groźne bakterie.
Jakość wody przefiltrowanej podobna jest do wody demineralizowanej (przewodność kilkunastu micro Siemensów na cm2). Naprawdę często do celów spożywczych montuje się uzupełniające wkłady mineralizujące, które uzupełniają mikroelementy wyfiltrowane w trakcie przenikania wody poprzez membranę osmotyczną. Wadami filtrów RO są przede wszystkim duży odrzut oczyszczanej wody (minimum 50%, nawet wykorzystując pompy podnoszące ciśnienie) i mała wydajność (i dlatego często do systemów RO dodaje się zbiorniki buforowe zawierające przefiltrowaną wodę). Obecnie filtry do wody oparte na zjawisku filtracji RO są niezmiernie często kupowane i występują w bardzo dużym przedziale wydajności.