В полупроницаемых мембранах находятся мелкие поры. Эти поры, пропуская маленькие молекулы (1), одновременно блокируют доступ больших молекул (2). Если полупроницаемая мембрана используется для отделения раствора сахара от емкости с водой (3), то сначала концентрация молекул воды в растворе будет ниже, чем в чистой воде. Спустя некоторое время молекулы воды перейдут через мембрану, распространяясь по сосуду с раствором, и так как поры слишком малы для того, чтобы пропускать сахарный раствор через мембрану, уровень сахарного раствора повышается. Осмос, представляющий собой поток чистого растворителя через мембрану, приводит в действие многие клеточные процессы в организмах, например, поддержание гидростатического давления в клетках (смотри рисунки: Клетка часть 1; Клетка часть 2; Клетка часть 3; ) растений, что позволяет им удерживать влагу. Искусственные мембраны используются в аппаратах искусственной почки (смотри рисунки: Почки; )