氣體分離無機膜除用于氣體分離外，還可用于化學反應過程。 許多可逆的催化反應是平衡反應，且需在較高溫度下進行。 如果一個化學反應能同時完成反應過程與產品的分離，無疑可加速反應，促進化學平衡向生成產品方向移動，提高原料的轉化率，這對提高生產效率#降低生產成本具有極為重要的意義。 膜反應器即膜分離&反應耦合的膜反應技術正好可滿足這種技術的需要，它可在反應的同時分離出產品而保留反應物或中間產物， 可突破平衡轉化率的限制，大大提高反應的轉化率，不但節省能耗#物耗，且可抑制副反應，因此該技術的研究近年來倍受重視，得到了迅猛的發展。 在膜反應器中，膜催化反應器是其發展的一個重要方向，在化工等生產領域有著廣泛的應用。
膜催化反應器中使用的無機膜材料的功能主要有以下兩個方面：
1是反應區的一個分離元件，僅具有分離功能，這類膜主要有致密金屬膜，多孔陶瓷膜和多孔玻璃膜。
2膜本身是催化劑或是被催化活性物質處理而具有催化和選擇性透過功能，這種膜催化劑有著傳統催化劑難以比擬的優點，擴散阻力小，溫度極易控制，選擇性高，能進行不產生副反應產物的連貫反應。目前該領域的研究尚處于實驗研究階段，實現其工業化的關鍵是膜及其高溫下的穩定性，因為這些反應大多在極高溫度下進行，反應器在高溫下的密封性及大規模工業應用的合理結構也是膜催化反應器工業應用的關鍵之一。