Načelo zasnove opreme za razsoljevanje morske vode temelji na selektivni prepustnosti pol{0}}prepustnih membran. Pod visokim pritiskom se morska voda potiska skozi membrano reverzne osmoze. Molekule vode prehajajo skozi membranske pore in tvorijo sladko vodo, medtem ko se ioni soli in druge raztopljene nečistoče zadržijo in izpustijo kot koncentrirana slanica. Zato je ključ do zasnove sistema vzpostavitev dovolj visokega delovnega tlaka (običajno veliko višjega od osmotskega tlaka morske vode), da se premaga naravna nagnjenost k osmozi in doseže obratni proces ločevanja.
Oprema za razsoljevanje morske vode je običajno sestavljena iz enote za predobdelavo, enote za tlačno obdelavo, enote za membransko ločevanje in enote za -naknadno obdelavo. Oddelek za predobdelavo odstrani suspendirane trdne snovi in organske snovi s filtracijo s peskom, ultrafiltracijo ali doziranjem kemikalij, da se prepreči obraščanje membrane. Tlačno enoto poganja visokotlačna-črpalka. Membranska ločevalna enota je jedro, ki uporablja več zaporedno in vzporedno povezanih tlačnih posod za doseganje velike-obdelave. Naknadna obdelava se uporablja za prilagoditev pH, mineralizacijo ali dezinfekcijo, s čimer se zagotovi, da proizvedena voda ustreza standardom pitne vode.
Sistemi za razsoljevanje morske vode dajejo poseben poudarek pridobivanju energije in izboljšanju učinkovitosti. Na primer, naprava za rekuperacijo energije (ERD) se uporablja za rekuperacijo tlačne energije iz koncentrirane slanice, da se zmanjša skupna poraba energije. Hkrati je mogoče z optimizacijo razporeditve membrane, nadzorom stopenj okrevanja in zmanjšanjem umazanije na membrani dodatno izboljšati stabilnost delovanja sistema in ekonomsko učinkovitost. Na splošno je zasnova opreme za razsoljevanje morske vode z reverzno osmozo v bistvu "sistem selektivnega ločevanja, ki ga poganja visok tlak," ob upoštevanju kakovosti vode, porabe energije in dolgoročne-operativne stabilnosti.