如今，膜分離技術已完成了由實驗室研究到大規模工業應用的轉變。自1925年以來，差不多每十年會有一項新的膜分離技術在工業上得到應用。但無論是從技術還是應用上，仍有許多問題有待深入研究。

對于技術發展而言，至少可以包括如下四個方面工作有待深入研究。

（1）研究新材料、開發新工藝

為提高膜分離技術經濟效益、增加競爭能力、擴大應用范圍，各種對分離膜性能的新要求也不斷被提出。除降低成本、提高產能等永恒性追求外，還要求其具有更好的耐熱、耐壓、耐酸、耐堿、耐有機溶劑、抗氧化、抗污染、易清洗等性能。這些要求也是研究新膜材料、開發新工藝的持久推動力。

（2）開發集成膜分離過程

如其他任何一種技術，膜分離技術也有其局限性。為獲得更好的佳效益，通常將幾種膜分離過程組合應用，或將膜分離與其他傳統分離過程聯合應用組成各種集成膜分離過程，使其中各單元在適合條件下發揮更大的效率。典型的集成膜分離過程有：膜分離和蒸發濃縮鹽溶液、膜分離與吸附分離氧氣和氮氣、膜分離和離子交換樹脂法制備超純水、絮凝和超濾、反滲透回收特殊物料等。

（3）開發膜分離與反應過程相結合的新型膜過程

膜反應過程的研究開發及應用已取得一定成效；但膜生物反應、膜催化反應等對于反應過程本身的極大應用潛力尚未真正挖掘，有待進一步研究。

（4）發展膜科學理論

    膜分離過程是一門新興的多學科交叉的高技術。膜的材料涉及高分子化學和無機化學等；膜的制備、分離特性、傳遞性質及機理屬于物理化學和數學研究范疇；膜分離過程本身涉及的傳動、傳熱、傳質及化工動力學及過程設計，主要屬于化學工程研究范圍、另一方面，從分離膜的應用領域來看，還涉及醫學、食品、石油、化工、環保等行業的相關學科。