Bakterier er vanlige mikrobielle forurensninger i vann, vanligvis i størrelse fra 0,5 til 5 mikrometer. Omvendt osmosemembraner, med porestørrelser på omtrent 0,1 nanometer, er mye mindre enn bakterier. Omvendt osmose-membraner kan direkte fange bakterier gjennom fysisk sikting, og hindre dem i å passere gjennom membranporene. Bakterielle overflater bærer ofte en elektrisk ladning, og omvendt osmose-membranmaterialer kan også ha en viss elektrisk ladning. Gjennom ladningsinteraksjon kan membranen adsorbere eller frastøte bakterier ytterligere, noe som øker fjerningseffektiviteten.
Studier viser at omvendt osmosemembraner generelt har en høy bakteriefjerningshastighet og kan redusere risikoen for mikroorganismer i vann betydelig. Det er viktig å merke seg at omvendt osmose-membraner ikke er en velkjent steril barriere, men deres høye effektivitet i praktiske applikasjoner har blitt validert bredt.