Principalele diferențe dintre membranele de nanofiltrare (NF) și membranele de osmoză inversă (RO) în filtre de apa sunt precizia lor de filtrare, tipurile de substanțe îndepărtate și scenariile de aplicare. Membranele RO au o precizie de filtrare, cu o dimensiune a porilor de aproximativ 0,0001 microni și pot elimina toate solidele dizolvate, inclusiv bacteriile, virușii, metalele grele, sărurile și toată materia organică. În schimb, precizia de filtrare a membranelor NF este între microfiltrare și osmoză inversă, cu o dimensiune a porilor de aproximativ 0,001-0,01 microni și îndepărtează în principal ionii bivalenți și multivalenți (cum ar fi calciu, magneziu, sulfat), unele materii organice și poluanți moleculari mai mari, permițând în același timp trecerea unor ioni monovalenți (cum ar fi sodiu și clorura).
În ceea ce privește tipurile de substanțe îndepărtate, membranele RO pot elimina ionii, solidele dizolvate, metalele grele (mercur, arsen), nitrații, fluorurile, bacteriile, virușii și compușii organici din apă și toate impuritățile dizolvate vor fi îndepărtate. Membranele NF îndepărtează în principal ionii divalenți și multivalenți (cum ar fi ionii de duritate, cum ar fi calciul și magneziul), unii compuși organici (cum ar fi unele pesticide și îngrășăminte), culorile și mirosurile, reținând în același timp unii ioni monovalenți (cum ar fi sodiu și clorul), deci unele minerale naturale din apă pot fi reținute.
Membranele RO sunt potrivite pentru aplicații care necesită o calitate superioară a apei, cum ar fi purificarea apei potabile, desalinizarea apei de mare, prepararea apei ultrapure industriale și apa de laborator. Membranele NF sunt potrivite pentru aplicații care necesită îndepărtarea parțială a durității și a unor materii organice, cum ar fi purificarea apei potabile de uz casnic (reținerea unor minerale), tratarea blândă a apelor uzate industriale, procesarea alimentelor și a băuturilor etc.