Las membranas de ultrafiltración tienen un tamaño de poro de entre 1 nm y 100 nm y, por tanto, son capaces de retener compuestos con un peso molecular de entre 300 Daltons y 500.000 Daltons. Esto hace que el proceso sea típicamente adecuado para la retención de biomoléculas, bacterias, virus, polímeros, partículas coloidales y moléculas de azúcar.
Las membranas de ultrafiltración se describen por su peso molecular nominal de corte (MWCO). El MWCO suele representar el peso molecular más pequeño para el que la membrana tiene una retención superior al 90%. Sin embargo, en muchos casos, el resultado de la separación no sólo está influenciado por el corte, sino también por las interacciones entre la membrana y la solución bruta. La presión de funcionamiento de una ultrafiltración suele estar entre 0,1 y 1 MPa, con lo que se cumple mayoritariamente una de las siguientes tareas:
La separación suficiente de sustancias en el fraccionamiento de sustancias disueltas o en la separación de sustancias disueltas y disolventes se consigue cuando el tamaño de las partículas difiere al menos diez veces. Hoy en día, se pueden encontrar diferentes aplicaciones de la ultrafiltración en casi todos los sectores industriales: