Бактерије су уобичајени микробни загађивачи у води, обично величине од 0,5 до 5 микрометара. Мембране реверзне осмозе, са величином пора од приближно 0,1 нанометара, много су мање од бактерија. Мембране реверзне осмозе могу директно да заробе бактерије путем физичког просијавања, спречавајући их да прођу кроз поре мембране. Бактеријске површине често носе електрични набој, а материјали мембране реверзне осмозе такође могу имати одређени електрични набој. Кроз интеракцију пуњења, мембрана може даље да адсорбује или одбије бактерије, повећавајући ефикасност уклањања.
Студије показују да мембране реверзне осмозе генерално имају високу стопу уклањања бактерија и могу значајно смањити ризик од микроорганизама у води. Важно је напоменути да мембране за реверзну осмозу нису добро-позната стерилна баријера, али је њихова висока ефикасност у практичним применама широко потврђена.