根据脱盐的需要，经过大量的研究试验，从大量的高分子材料中筛选出了醋酸纤维素(CA)和芳香聚酰胺两大类膜材料。

此外，复合膜的表皮层还用到了其他一些特殊材料。

醋酸纤维素又称乙酰纤维素或纤维素醋酸酯。常以含纤维素的棉花、木材等为原料，经过酯化和水解反应制成醋酸纤维素，再加工成反渗透膜。

聚酰胺包括脂肪族聚酰胺和芳香族聚酰胺两大类。20世纪70年代应用的主要是脂肪族聚酰胺，如尼龙-4、尼龙-6和尼龙-66膜;目前使用最多的是芳香族聚酰胺膜。膜材料为芳香族聚酰胺、芳香族聚酰胺-酰肼以及一些含氮芳香聚合物。

芳香族聚酰胺膜适应的pH范围可以宽到2~11，但对水中的游离氯很敏感。

复合膜的特征是主要由以上两种材料制成，它是以很薄的致密层和多孔支撑层复合而成。多孔支撑层又称基膜，起增强机械强度的作用;致密层也称表皮层，起脱盐作用，故又称脱盐层。脱盐层厚度一般为50nm，最薄的为30nm。

由单一材料制成的非对称膜有下列不足之处:

1、致密层和支持层之间存在被压密的过渡层。

2、表皮层厚度最薄极限为100nm，很难通过减小膜厚度降低推动压力。

3、脱盐率与透水速度相互制约，因为同种材料很难兼具脱盐和支撑两者均优。

复合膜很好地解决了上述问题，它可以分别针对致密层和支持层的要求选择脱盐性能好的材料和机械强度高的材料。从而复合膜的致密层可以做得很薄，有利于降低拖动压力;同时消除了过渡区，抗压密性能好。

基膜的材料以聚砜最为普遍，其次为聚丙烯和聚丙烯腈。因为聚砜价廉易得，制膜简单，机械强度好，抗压密性能好，化学性能稳定，无毒，能抗生物降解。

为进一步增强多孔支撑层的强度，常用聚酯无纺布。

脱盐层的材料主要为芳香聚酰胺。此外还有哌嗪酰胺、丙烯-烷基聚酰胺与缩合尿素、糠醇与三羟乙基异氰酸酯、间苯二胺与均苯三甲酰氯等。