Bakterije su uobičajeni mikrobni kontaminanti u vodi, obično veličine od 0,5 do 5 mikrometara. Membrane za reverznu osmozu, s veličinom pora od približno 0,1 nanometra, puno su manje od bakterija. Membrane reverzne osmoze mogu izravno uhvatiti bakterije kroz fizičko prosijavanje, sprječavajući ih da prođu kroz pore membrane. Bakterijske površine često nose električni naboj, a materijali membrana reverzne osmoze također mogu imati određeni električni naboj. Kroz interakciju naboja, membrana može dodatno adsorbirati ili odbijati bakterije, povećavajući učinkovitost uklanjanja.
Studije pokazuju da membrane za reverznu osmozu općenito imaju visoku stopu uklanjanja bakterija i mogu značajno smanjiti rizik od mikroorganizama u vodi. Važno je napomenuti da membrane za reverznu osmozu nisu dobro-poznata sterilna barijera, ali je njihova visoka učinkovitost u praktičnim primjenama naširoko potvrđena.