自然界の水は静止不動ではなく、相転移や循環する運動、すなわち水の自然循環が絶えず発生している。同時に、人類は生活と生産の需要を満たすために、絶えず天然水体中の水を採取し、大量の生活汚水と生産廃水を発生し、排出した後に再び人の天然水体に入る。自然界の水には各種の不純物が含まれており、水の存在状態によって懸濁物質、溶解物質、コロイド物質の3種類に分けることができる。天然水源における不純物の種類と量はそれぞれ異なり、同じ水源における水であっても、その不純物成分と含有量は時間、場所、気候によって変化する。水と溶質を逆浸透膜で分離すると、原水を適切に前処理したにもかかわらず、水中の不純物が膜の表面に集まって膜を汚染し、結果として膜の分離率や透水速度を低下させたり、兼ね合わせたりする。膜の汚染タイプは通常、水中難溶塩が膜表面にスケールし、金属酸化物及びコロイド、微生物が汚れを形成する。膜汚染は膜使用中に必然的に発生する現象である。