Nanofiltrationsmembranen werden aufgrund ihrer Rückhalteeigenschaften zwischen der Umkehrosmose und der Ultrafiltration eingeordnet. Durch die Nanofiltration werden alle im Wasser befindlichen Ionen beeinflusst. Im Vergleich zur Umkehrosmose, die mindestens 99% aller Ionen aus dem Wasser entfernt, werden bei der Nanofiltration im wesentlichen zweiwertige Ionen erfasst, dazu zählen Calcium, Magnesium und Sulfat. Die Rückhaltung von einwertigen Ionen, wie Natrium, Chlorid, Nitrat und Hydrogenkarbonat ist dagegen deutlich geringer. Dafür ermöglichen die heute verfügbaren Anlagen eine sehr gute Anpassung der Aufbereitung an die vorliegenden Rohwasserverhältnisse (Teilenthärtung). Im Unterschied zu anderen Verfahren werden dabei auch organische Moleküle, Bakterien und Viren zurückgehalten.