采用陶瓷膜的過濾工藝中最常見的問題就是膜滲透通量不可避免的隨過濾時間增加而迅速的降低，因此膜污染成為制約膜技術在化工、環保等眾多應用領域發展的瓶頸。
被處理廢水中的懸浮顆粒、膠粒和有機大分子溶質由于與膜發生物理化學作用或機械作用，從而在陶瓷膜表面和膜孔內的吸附和沉積，造成膜孔徑變小或堵塞，是膜滲透通量降低、推動壓力上升和截留率等分離特性變化的原因。
膜污染可分為可逆和不可逆兩種。可逆膜污染也稱作濃差極化，陶瓷膜的選擇透過性造成污染物質的膜面濃度高于其在廢液中的濃度，因此被攔截組分在膜表面沉積，形成凝膠層，最終導致過濾阻力增大，膜的通量也相應的降低了。然而，該沉積污垢與膜基質的結合力是極微弱的，所以因濃差極化產生的沉積污垢層可以通過普通的物理清洗方式輕而易舉的除去。而不可逆膜污染的污垢與膜的結合很緊密表現出很強健的作用力（如化學鍵力），甚至經過化學清洗后，污染物質仍能附在膜表面或沉積于膜孔內。
不可逆膜污染與濃差極化兩者雖然存在本質的不同，很難將兩者明確的區分。許多場合下膜污染與濃差極化同時發生，濃差極化也能引起膜污染。在實際運行過程中兩者都能導致膜通量下降。因此，應將濃差極化和膜污染的機理進行一體化研究。
膜污染是多種物質綜合作用的結果，引起膜污染的主要物質包括微生物、有機物、懸浮顆粒及膠體、溶解度較低的無機物垢鹽四大類。實際運行中，這四類污染常常同時發生。膜污染的過程可以分為三個階段，過濾初期，主要在膜面發生沉積污染，濃差極化使膜面形成穩定的凝膠層，當溶質是難溶無機鹽則在膜表面形成結垢層，之后膜表面形成附著層是有機物吸附層和由懸浮顆粒堆積起來的濾餅層；最后以膜孔堵塞為主。小于膜孔徑的物質在膜孔中吸附形成堵塞及稍大于孔徑的物質在壓力作用下進入膜孔內形成堵塞，膜孔堵塞減小膜的透過流速，污染物質截留率升高，凝膠層具有較強的溶質截留作用使得截留率增高，而濾餅層或結垢能減小透過流速，但對溶質的截留率沒有影響。結垢只要通過適當的清洗處理，就可以使膜的性能全部或部分恢復。
對于陶瓷膜來說，由于陶瓷膜表面的多孔結構和豐富的表面活性點，處于污水中時會自動吸附水中的離子和懸浮物;在過濾時濃差極化使膜面的有機污染物達到凝膠濃度，吸附過程被強化，成垢物質以膜面活性點為晶核在膜面生長成無機垢骨架;過濾使跨膜壓差的壓密作用，使濾餅孔隙率減小，凝膠物質擠入水垢骨架中。隨著過濾時間的延長，膜面垢層逐漸形成，膜污染不斷加強，并導致過濾通量的下降，這就是膜污染[78]。對于陶瓷膜來說，產生污垢使滲透通量下降是其應用過程中無法避免的問題。鑒于膜污染的發生機制十分復雜,因此全面闡述膜污染發生機理是非常困難的。