Nanofiltrasyon (nanofiltration) (NF) teknolojisi özel membran gözenek çapıyla ters osmoz ve ultrafiltrasyonun seperasyona uygun olmadığı durumlarda kullanılır. Diğer alternatiflerin uygun olmadığı durumlarda nanofiltrasyon demineralizasyon, renk giderimi, COD giderimi, atık su geri kazanım ve desalinasyon yerine kullanılabilir. Organik çözeltilerin içinde askıda katı maddeler ve polyvalent iyonlar giderilir. Permeate içindeyse monovalent iyonlar ve alkol gibi düşük moleküler ağırlıklı çözeltiler kalır.

Nanofiltrasyon-membran pore büyüklüğü 0,001 mikrondur ve uygulanan basınç daha yüksektir. Bu sistemde tüm bakteri, virüs ve kistler çıkarılabilir. NF aynı zamanda sudan alkaliniteyi de ayırır. Bu nedenle elde edilen su korozif olabilir. NF, suda sertliğe neden olan mineralleri de ayırdığından NF membranları yumuşatıcı membranlar olarak da bilinir.