Характеристика композитної мембрани полягає в тому, що вона в основному виготовлена з двох перерахованих вище матеріалів, який являє собою композит дуже тонкого щільного шару і пористого опорного шару. Пористий опорний шар ще називають базовою плівкою, яка підсилює механічну міцність; щільний шар ще називають шаром шкіри, який грає роль опріснення, тому його ще називають опріснявальним шаром. Товщина опріснювального шару зазвичай становить 50 нм, а найтонша - 30 нм.
Асиметрична мембрана з одного матеріалу має наступні недоліки:
1. Існує ущільнений перехідний шар між щільним шаром і опорним шаром.
2. Найтонша межа товщини шару шкіри становить 100 нм, зменшити тиск штовхання складно за рахунок зменшення товщини плівки.
3. Швидкість опріснення і швидкість промелення води взаємно обмежені, оскільки один і той же матеріал важко мати як опріснення, так і підтримку.
Композитна мембрана добре вирішує перераховані вище проблеми. Він може підбирати матеріали з хорошими опрісненням і матеріали з високою механічною міцністю відповідно до вимог щільного шару і опорного шару. Тому щільний шар композитної мембрани можна зробити дуже тонким, що вигідно для зниження тиску опору; при цьому зона переходу виключається, а продуктивність опору стиснення хороша.
Матеріалом базової мембрани є полісулфон, за ним слідують поліпропілен і поліакрилонітрил. Оскільки полісулфон дешевий і простий в отриманні, мембрана проста, механічна міцність хороша, стійкість до стиснення хороша, хімічна продуктивність стабільна, нетоксична і біологічно розкладається.
Для подальшого підвищення міцності шару пористої опори зазвичай використовуються поліефірні неткані тканини.
