Le principali differenze tra le membrane per nanofiltrazione (NF) e le membrane per osmosi inversa (RO) sono: filtri dell'acqua sono la loro accuratezza di filtrazione, i tipi di sostanze rimosse e gli scenari di applicazione. Le membrane RO hanno una precisione di filtrazione, con una dimensione dei pori di circa 0,0001 micron, e possono rimuovere tutti i solidi disciolti, inclusi batteri, virus, metalli pesanti, sali e tutta la materia organica. Al contrario, la precisione di filtrazione delle membrane NF è compresa tra la microfiltrazione e l'osmosi inversa, con una dimensione dei pori di circa 0,001-0,01 micron, e rimuovono principalmente ioni bivalenti e multivalenti (come calcio, magnesio, solfato), parte della materia organica e inquinanti molecolari più grandi, consentendo il passaggio di alcuni ioni monovalenti (come sodio e cloruro).
In termini di tipi di sostanze rimosse, le membrane RO possono rimuovere ioni, solidi disciolti, metalli pesanti (mercurio, arsenico), nitrati, fluoruri, batteri, virus e composti organici nell'acqua e tutte le impurità disciolte verranno rimosse. Le membrane NF rimuovono principalmente gli ioni bivalenti e multivalenti (come gli ioni della durezza come calcio e magnesio), alcuni composti organici (come alcuni pesticidi e fertilizzanti), colori e odori, mentre trattengono alcuni ioni monovalenti (come sodio e cloro), quindi alcuni minerali naturali nell'acqua possono essere trattenuti.
Le membrane RO sono adatte per applicazioni che richiedono acqua di elevata purezza, come la purificazione dell'acqua potabile, la desalinizzazione dell'acqua di mare, la preparazione dell'acqua ultrapura industriale e l'acqua di laboratorio. Le membrane NF sono adatte per applicazioni che richiedono la rimozione parziale della durezza e di parte della materia organica, come la purificazione dell'acqua potabile domestica (conservando alcuni minerali), il trattamento delicato delle acque reflue industriali, la lavorazione di alimenti e bevande, ecc.