La séparation de macromolécules ayant des poids moléculaires de 1 000 à 300 000 est nommée ultrafiltration (UF).
La membrane d'ultrafiltration est une membrane asymétrique composée d'une couche de peau et d'une couche d'éponge. Cette membrane évite le passage des macromolécules mais permet à l'eau, aux sels et aux substances à faible poids moléculaire de passer au travers. La perméabilité à l'eau est très élevée.