فناوری نمک‌زدایی آب دریا مبتنی بر غشاء{0} با اسمز معکوس نشان داده می‌شود. اصل آن شامل استفاده از فشار بالا برای هدایت آب دریا از طریق یک غشای نیمه تراوا است که مولکول‌های آب را از یون‌های نمک جدا می‌کند. با توجه به فشار اسمزی بالای آب دریا، سیستم به یک پمپ فشار بالا برای ایجاد فشار کافی (معمولاً 5 تا 8 مگاپاسکال)، همراه با مواد غشایی با سرعت بالا (مانند غشاهای پلی آمید کامپوزیت) نیاز دارد. مزایای این فناوری مصرف انرژی نسبتا کم و ماژولار بودن سیستم قوی است که آن را به پرکاربردترین فناوری جریان اصلی در سطح جهانی تبدیل می کند.
فن‌آوری‌های نمک‌زدایی حرارتی آب دریا عمدتاً شامل تبخیر چند مرحله‌ای (MSF) و تقطیر چند اثر- (MED) می‌شود. این فناوری‌ها، آب دریا را گرم می‌کنند تا آن را تبخیر کند، سپس آن را به آب شیرین تبدیل می‌کند و به جداسازی آب نمک می‌انجامد. MSF کارایی را از طریق تبخیر چند مرحله‌ای کاهش می‌یابد-در حالی که MED از اواپراتورهای چند مرحله‌ای برای استفاده مجدد از انرژی گرمایی استفاده می‌کند. فن‌آوری‌های حرارتی برای ادغام با گرمای زباله نیروگاهی یا گرمای زباله صنعتی مناسب هستند، اما مصرف انرژی بالایی دارند و به تجهیزات-در مقیاس بزرگ نیاز دارند.
سایر فناوری‌های نوظهور شامل الکترودیالیز، اسمز پیشرو و فرآیندهای هیبریدی است. الکترودیالیز از یک میدان الکتریکی برای هدایت یون‌ها از طریق غشاهای تبادل یونی-برای جداسازی استفاده می‌کند که آن را برای تصفیه آب با شوری کم-مناسب می‌کند. اسمز رو به جلو از اختلاف فشار اسمزی برای هدایت مهاجرت آب استفاده می کند. فرآیندهای ترکیبی روش های غشایی را با روش های حرارتی یا فناوری های پیش تصفیه ترکیب می کنند تا کارایی و پایداری کلی را بهبود بخشند.
در سطح مهندسی سیستم‌ها، فناوری نمک‌زدایی آب دریا همچنین شامل فن‌آوری‌های حیاتی پیش تصفیه و بازیابی انرژی است. به عنوان مثال، روش های پیش تصفیه مانند فیلتراسیون شنی و اولترافیلتراسیون بارهای رسوب را کاهش می دهند و عمر غشا را افزایش می دهند. دستگاه های بازیابی انرژی (ERD) انرژی فشار آب نمک غلیظ را بازیابی می کنند و مصرف انرژی عملیاتی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند. به طور کلی، فناوری نمک زدایی آب دریا یک سیستم تصفیه آب جامع است که بر اسمز معکوس متمرکز شده و با بهینه سازی هم افزایی فرآیندهای متعدد تکمیل شده است.