滲透汽化膜使用的是致密膜、有致密皮層的復合膜或非對稱膜。原料液進入膜組件，流過膜面，在膜后側保持低壓。由于原液側與膜后側組分的化學位不同，原液側組分的化學位高，膜后側組分的化學位低，所以原液中各組分將通過膜向膜后側滲透。因為膜后側處于低壓，所以組分通過膜后即汽化成蒸氣，蒸氣用真空泵抽走或用惰性氣體吹掃等方法除去，使滲透過程不斷進行。原液中各組分通過膜的速率不同，透過膜快的組分就可以從原液中分離出來。從膜組件中流出的滲余物可以是純度較高的透過速率較慢的組分的產物。對于一定的混合液來說，滲透速率主要取決于膜的性質。釆用適當的膜材料和制造方法可以制得對一種組分透過速率快，對另一組分滲透速率相對很少，甚至接近零的膜，因此滲透汽化過程可以高效的分離液體混合物。
滲透汽化膜采用分子篩作為膜層材料（核心分離膜層），利用其規則的孔道實現不同組分間分子尺寸的分離，A型分子篩滲透汽化無機膜是通過A型分子篩晶體在管式陶瓷多孔支持體生長形成一層緊密堆積的膜層，孔徑約為4.1A，大于水分子的動力學直徑(~2.9A)而小于大多數有機溶劑的分子直徑，對水分子表現出良好的擇形選擇性；另一方面，分子篩骨架中硅鋁含量（Si/Al=1）使其具有*的親水性，使得A分子篩滲透汽化無機膜特別適用于有機溶劑脫水。

滲透汽化膜技術是一種新型膜分離技術。依靠各組分在膜中的溶解與擴散速率不同的性質來實現混合物分離的新型膜分離技術過程。具有致密皮層的滲透汽化膜將料液和滲透物分離為兩股獨立的物流。料液側則一般維持常壓，滲透物側則通過抽真空或載氣吹掃的方式維持很低的組分分壓。在膜兩側組分分壓差的推動下，料液中各組分擴散通過摸，并在膜后側汽化為滲透物蒸汽。