El proceso básico de la desalinización puede verse en la figura inferior. El agua es captada mediante una bomba de alimentación directamente del mar, de un pozo playero o de un pozo de aguas salobres, para ser impulsada a las unidades de pretratamiento químico, donde se dosifican los componentes apropiados para cada caso, y pretratamiento físico, que consistente en una o dos etapas de filtración, filtración de arena multicapa y filtración fina mediante cartuchos de hilo bobinado.

Una vez que el agua ha sido pretratada, es impulsada mediante la bomba de alta presión (desde 10 a 25 bar. para aguas salobres y hasta 70 bar. para agua de mar), hacia las membranas donde se produce el fenómeno anteriormente descrito de la ósmosis inversa.

Dos corrientes de agua se separan a partir de las membranas, una de baja salinidad denominada permeado, y otra que arrastra las sales retiradas al permeado de alta concentración llamada rechazo.

La energía de la corriente del rechazo puede ser aprovechada por medio de un sistema de recuperación energética, que disminuya el consumo de la bomba de alta presión, bien sea a través de un acoplamiento mecánico al mismo eje de la bomba, o por acoplamiento hidráulico a la corriente de alimentación.

El permeado o agua producto puede ser utilizado directamente o pretratado, si se va a utilizar para consumo humano u otro uso específico. En el caso de su utilización para consumo humano, será suficiente con clorar el agua para su esterilización y endurecerla mediante la adición de calcio.

Las conversiones típicas para un sistema de ósmosis inversa así como los consumos energéticos por metro cúbico de agua producida, los podemos ver en la tabla adjunta: