作为较早开发的高分子膜之一，超滤膜是一种额定孔径范围为0.001~0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施加适当压力，溶液中的溶剂以及一部分分子量较低的溶质从超滤膜的微小孔隙中穿透到膜的另一边，而分子量较高的溶质或一些乳化胶束团被截留，从而达到过滤分离的效果。
超滤膜的工业应用十分广泛，已成为新型化工单元操作之一。广泛应用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中。
1、在水处理中的应用
与传统水处理工艺相比，超滤工艺可以有效地将原水中的大分子、胶体、蛋白质、微粒等去除。超滤技术不仅是保障饮用水微生物安全性的有效技术，还在很大程度上提高了饮用水化学安全性。同时其具有使用的压力低、产水量大，更便于操作的优点。因此，超滤技术被称之为第三代饮用水技术。
2、在医药方面的应用
近年来，超滤技术在中药领域已有较多的成功范例。超滤技术应用于中药制剂的精制过程，与传统的醇沉法相比，具有明显的优越性：
首先，超滤为物理过程，不加入化学试剂，对药物有效成分影响小，同时能减轻环境污染。
其次，超滤方法操作简单，可缩短生产周期，节约成本。
超滤膜分离技术能很大限度地除去溶液中不稳定的胶团、大分子等杂质、热原、鞣质，提高了液体制剂(如注射液、口服液)的澄明度，提高了注射液的安全性。且超滤时无相变，有利于保存中药的生理活性及理化稳定性，有效的改善制剂的口感和成品质量。
随着膜技术的进步，超滤膜的筛选功能必将得到改进和加强。作为环保工程水处理的一项重要技术，超滤膜在城市污水处理和各种工业废水处理以及有用物质回收等方面都具有极为广阔的应用前景。