分子の大きさにより分離する圧力式ろ過法で，逆浸透法と精密ろ過法の中間に位置する．ろ材（フィルタ）は限外ろ過膜と呼ぶように選択性透過膜で高分子多孔質膜が多用される．孔径により，分子量数百～数十万の領域で分画が期待できる．限外ろ過装置は複数のエレメントを一体化したモジュールが多く，膜の設置形式，膜形状から，管型，中空糸型，スパイラル型，平膜型モジュールなどに分類される．通常，十字流ろ過法を用いることが多く，一過式および循環式処理方法がある．