Princip dizajna opreme za desalinizaciju morske vode zasniva se na selektivnoj propusnosti polu{0}}propusnih membrana. Pod visokim pritiskom, morska voda prolazi kroz membranu reverzne osmoze. Molekuli vode prolaze kroz pore membrane i formiraju slatku vodu, dok se ioni soli i druge otopljene nečistoće zadržavaju i ispuštaju kao koncentrirani slani rastvor. Stoga je ključ dizajna sistema uspostavljanje dovoljno visokog radnog pritiska (obično mnogo većeg od osmotskog pritiska morske vode) da se prevaziđe prirodna sklonost osmozi i postigne proces obrnutog odvajanja.
Oprema za desalinizaciju morske vode obično se sastoji od jedinice za prethodnu obradu, jedinice za hlađenje, jedinice za odvajanje membrane i jedinice za naknadni tretman. Odjeljak za prethodnu obradu uklanja suspendirane čvrste tvari i organske tvari filtracijom pijeska, ultrafiltracijom ili kemijskim doziranjem kako bi se spriječilo prljanje membrane. Jedinicu za pritisak napaja pumpa visokog{3}}pritiska. Jedinica za odvajanje membrane je jezgro, koja koristi više posuda pod pritiskom povezanih u seriju i paralelno kako bi se postigla velika-obrada. Post{7}}tretman se koristi za podešavanje pH vrijednosti, mineralizaciju ili dezinfekciju, osiguravajući da proizvedena voda ispunjava standarde vode za piće.
Sistemi za desalinizaciju morske vode stavljaju poseban naglasak na obnavljanje energije i poboljšanje efikasnosti. Na primjer, uređaj za povrat energije (ERD) koristi se za obnavljanje energije pritiska iz koncentrirane slane vode kako bi se smanjila ukupna potrošnja energije. Istovremeno, optimizacijom rasporeda membrane, kontrolom stope oporavka i smanjenjem onečišćenja membrane, operativna stabilnost sistema i ekonomska efikasnost mogu se dodatno poboljšati. Sve u svemu, dizajn opreme za desalinizaciju morske vode reverznom osmozom je u suštini "sistem selektivne separacije vođen visokim pritiskom", uzimajući u obzir kvalitet vode, potrošnju energije i dugoročnu -operativnu stabilnost.