一種以壓力差為推動力，按粒徑選擇分離溶液中所含的微粒和大分子的膜分離操作。超過濾將液體混合物分成濾液和濃縮液兩部分：濾液為溶液或在其中含有粒徑較小的微粒的懸浮液；濃縮液中保留原料液中所有較大的微粒。因之，超過濾的用途主要是溶液過濾和澄清，以及大分子溶質的分級。
工業應用的超過濾膜，多屬非對稱性膜，且製成表皮層具有不同孔徑的品種，分別用來攔截懸浮微粒、膠體和分子量為1000～10000000的各類大分子。膜體的表皮層上具有有一定的孔徑分佈。通常按截留不同粒徑的微粒的百分率來表示超過濾膜的性能。超過濾膜透過濾液的過濾速率，即液流通量N為：
式中
K
m為膜的滲透率（見
膜分離）；Δ
p為膜兩側的壓力差，操作壓力通常為100～500kPa；
l為膜的厚度。若膜表面上沉淀瞭垢層，過濾速率就會下降。用定時反洗的操作方法，可長期維持較高的過濾速率。
用於超過濾的膜分離設備，主要采用中空纖維式和管式。超過濾操作簡易，耗能低，現已應用於超純水的制取（用於濾除微粒）、電泳漆的回收、乳酪制品加工和飲料精制等方面。由於它能在很寬的范圍內將大分子按分子大小分級，將會在發酵、制藥、生物、染料等工業和高分子化工中產品的分離及濃縮等方面開發應用。
與超過濾相似的微過濾，所用的濾膜孔徑較大，操作壓力較低，用於截留液體中的細粒懸浮物，如細菌、粗的膠體顆粒。