اسمز معکوس (یا RO مخفف انگلیسی: Reverse osmosis)‏ فرآیندی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه تراوا استفاده می‌شود. اگر یک غشای نیمه تراوا بین دو محلول آب خالص و آب ناخالص قرار گیرد آب بطور طبیعی و تحت خاصیت اسمزی از غلظت پایین تر به غلظت بالاتر جریان می‌یابد. این پدیده تا زمانی که پتانسیل‌های شیمیایی دو طرف برابر گردند ادامه خواهد یافت. در حالت تعادل اختلاف فشار بین دو طرف غشا برابر اختلاف فشار اسمزی است. اگر فشاری برابر با اختلاف فشار اسمزی به محلول غلیظ‌تر اعمال گردد جریان آب قطع خواهد شد. در صورتیکه فشار اعمال شده بیشتر از فشار اسمزی باشد جهت جریان طبیعی آب معکوس خواهد گردید. به این عمل اسمز معکوس گفته می شود.
در این روش آب با فشار از میان غشایی گذرانده می‌شود که نیترات و سایر مواد معدنی را فیلتر می کند. نیم تا دو سوم آب پشت این غشا باقی می ماند که به عنوان آب پسمانده دور ریخته می‌شود. سیستم‌های اسمز معکوس با کارآیی بالا از فشارهای در حد یک میلیون پاسکال استفاه می‌کنند.
بهترين روش نمك زدائي از آبهاي لب شور استفاده از فرآينداسمز معكوس مي باشد، زيرا سيستم پيچيده ای نداشته و راهبری آن قابل كنترلتر از ديگر روشها مي باشد و با توجه به توسعه روشهای پيشرفته توليد غشاهای پليمری، به كارگيری اين روش توجيه بيشتري دارد.
امروزه جهت تولید آب شرب و در صنایع برای تصفیه آب مورد استفاده در بخشهای تولید بخار و فرآیند خود از سیستم اسمز معکوس استفاده فراوانی می برند. اساس کار این دستگاهها بر عبور ملکولهای غیریونی مثل آب از یک غشاء با روزنه های بسیار ریز بنا شده است. این غشاءها به صورتی ساخته شده اند که ملکولهای خنثی را براحتی از خود عبور می دهند. به همین دلیل آب ورودی به سیستم، که دارای املاح مختلف است به آب تقریبا خالص تبدیل می گردد. در سیستم اسمز معکوس، جریان ورودی یا خوراک (Feed) به دو جریان آب تصفیه شده (Permeate) و پساب غلیظ (Reject) یا (Brine) تبدیل می شود.
فشار اسمزی : فرض کنید دو ظرف، یکی حاوی آب نمک (1) ودیگری حاوی آب خالص (2) توسط یک لوله به یکدیگر متصل بوده و هر دو دارای ارتفاع مساوی از آب و در یک سطح قرار داشته باشند. جهت برقراری تعادل در غلظت یونهای سدیم و کلراید از ظرف آب نمک، یونهای نمک به صورت نفوذ مولکولی به ظرف آب خالص انتقال یافته تا تعادل غلظت بین هر دو ظرف برقرار گردد. اما اگر بین این دو ظرف و در مسیر جریان آب یک غشاء قرار گیرد که فقط اجازه دهد مولکولهای آب از آن عبور کنند، یونهای نمک اجازه عبور نخواهند داشت. لذا برای برقراری تعادل در غلظت، آب خالص از ظرف شماره (2) به ظرف شماره (1) انتقال می یابد و این عمل تا آنجا ادامه می یابد که افزایش ارتفاع حاصله در ظرف آب نمک، فشار مضاعف ایجاد کرده و اجازه انتقال آب از ظرف شماره (2) به ظرف شماره (1) را ندهد. این فشار را فشار اسمزی می گویند و طبق قانون Vant Hoff تابعی است از غلظت نمک در هر دو ظرف غشاء.
در سیستم اسمز معکوس غشاء مهمترین و حساسترین قسمت دستگاه می باشد. زیرا فشار عملیاتی مورد نیاز ارتباط مستقیم با ضخامت غشاء و قطر سوراخهای آن دارد. همچنین غشاء به علت تماس مداوم با مواد شیمیایی افزوده شده به آب، بایستی مقاوم بوده و با مواد بازدارنده و ضد رسوب گذار و زیست کشها (Biocides) واکنش ندهد.
سعی می شود آب قبل از ورود به دستگاه اسمز معکوس، حتما تصفیه مقدماتی گردد. ولی با این حال لازم است پیش از انتخاب غشاء عملیات پایلوتی صورت پذیرد. به علت کیفیت بسیار عالی آب خروجی از سیستم اسمز معکوس امروزه بیشتر صنایع از این روش، بجای بکارگیری سیتمهای تعویض یونی استفاده می کنند. زیرا مبادله کننده های یونی به علت مصرف زیاد مواد شیمیایی و رزین، دارای هزینه راهبری و نگهداری زیادی می باشند.
در دستگاه های تصفیه آب خانگی که از فرآیند اسمز معکوس استفاده شده، فیلتری بنام ممبران ( Membrane ) این فرایند تصفیه را انجام می دهد. ولی قبل از اینکه آب وارد این فیلتر شود باید ابتدا تصفیه مقدماتی شده و ناخالصی های معلق ، کلر و مشتقات آن که به فیلتر ممبران آسیب وارد کرده و باعث کاهش عمر آن می شود حذف شوند، همچنین چون قطر روزنه های این فیلتر بسیار کوچک است (0.0001 میکرون) آب با فشار شهری توانایی عبور از آن را نداشته و باید فشار آن افزایش یابد. تصفیه مقدماتی توسط سه فیلتر الیافی ، کربن فعال و کربن بلاک انجام شده و افزایش فشار توسط پمپی قبل از ورود به فیلتر ممبران که فیلتر چهارم است صورت می گیرد. آب ورودی به ممبران به دو جریان آب تصفیه شده و پساب تبدیل می شود. روزنه های بسیار ریز ممبران و همچنین وجود جریان پساب که باعث دفع بخشی از آب ورودی می شود باعث افت فشار در جریان آب تصفیه شده می گردد. برای افزایش فشار آب تصفیه شده در شیر مصرف، مخزن تحت فشاری در نظر گرفته شده که جریان آب تصفیه شده در آن ذخیره می شود. با باز شدن شیر مصرف، آب با فشار از مخزن خارج شده و جهت حذف آثار ماندگاری احتمالی آب در مخزن وارد فیلتر پنجم بنام فیلتر پست کربن شده و بو و طعم احتمالی آن گرفته می شود سپس جهت جریان آب تصفیه شده به شیر مصرف هدایت می شود. جریان پساب خروجی از فیلتر ممبران به جریان فاضلاب خانگی هدایت شده و دفع می گردد. البته در تمام این مراحل کنترل ها و تغییراتی توسط قطعات مختلف دیگر صورت می گیرد که شرح آنها در این بحث نمی گنجد.