膜污染是指廢水中的微粒、膠體粒子或溶質分子與膜發生物理化學相互作用或因濃度極化，使某些溶質在膜表面的濃度超過其溶解度而引起的在膜表面或膜孔內吸附、沉積，造成膜孔徑變小或堵塞，使膜產生透過流量與分離特性的不可逆變化現象。進水水質、膜材料、膜結構以及操作條件均是導致膜污染的因素,一般膜污染的種類包括：無機物（CaSO4，CaCO3，磷酸鈣，SiO2，硅酸鹽，無機膠體），有機物（蛋白質，碳水化合物，微生物，有機膠體，腐殖質）。
防止膜污染的一般方法有：進水預處理、投加抗垢劑、改善操作條件。
1進水預處理包括殺菌、調節pH、去除懸浮物、軟化等。
2抗垢劑包括酸清洗劑、堿清洗劑、螯合劑、表面活性劑、酶劑。
3改善操作條件中的料液流速、壓力，促進料液側湍流可防止膜污染。高的料液流速
可以減小濃差極化或沉積層的形成，提高透水量。在濃差極化現象不嚴重的情況下，通過增加壓力來提高透水率，但壓力的提高不可超過臨界壓力。
此外，防止膜污染還應考慮正確選擇膜。膜材料的選擇應考慮膜的親疏水性、荷電性，因為其會影響到膜與溶質間的相互作用的大小，通常認為親水性膜及膜材料與溶質電荷相同的膜較耐污染。膜孔徑的選擇，在保證能截留所需粒子的前提下，選擇孔徑較大的膜不一定好，因為當選擇的孔徑與待分離粒子相近時，在壓力的作用下粒子極易堵塞膜面，而當選擇的孔徑小于待分離粒子時，由于橫切流作用，粒子的膜面很難停留聚集，因而不易堵塞。在出現下列情形之一時即應進行化學清洗：
1裝置的產水量下降10%～15%；
2裝置的進水壓力增加10%～15%；
3裝置各段的壓力差增加15%時；
4裝置的鹽透過率增加50%時。
膜清洗時還應考慮膜的物化特性和污染物的特性。膜的物化特性指耐酸、耐堿、耐溫性、耐氯性、耐化學試劑特性。一般來講，各生產廠家對其膜產品的化學特性應給出簡單說明。污染物的特性是指在不同pH溶液中，不同種類鹽及濃度溶液中，不同溫度下的溶解性、荷電性、可氧化性及可酶解性等