Parametri delovanja membranskega modula so najbolj temeljna vrsta indikatorjev. Skupni parametri vključujejo velikost por membrane (običajno med 0,01–0,4 μm, ki pripada ravni mikrofiltracije/ultrafiltracije), material membrane (kot je PVDF, PES itd.), pretok membrane (običajno približno 10–30 L/m²·h, odvisno od kakovosti vode in delovnih pogojev) in stopnjo zavrnitve (stopnja zavrnitve za SS in mikroorganizme se lahko približa 100 %). Ti parametri neposredno določajo kakovost odplak in zmogljivost čiščenja sistema.
Parametri delovnih pogojev vključujejo diferenčni transmembranski tlak (TMP, običajno v območju 0,05–0,3 MPa), intenzivnost prezračevanja (uporablja se za nadzor umazanije na membrani, običajno izraženo kot razmerje med zrakom-in-vodo ali stopnjo prezračevanja), koncentracijo blata (MLSS lahko običajno doseže 6.000–12.000 mg/L ali celo več) in starost blata (SRT, doseže več kot 20 dni). Ti parametri vplivajo na stabilnost sistema in ravni porabe energije ter so ključne kontrolne točke za delovanje in upravljanje.
Parametri inženirske zasnove, kot so hidravlični retencijski čas (HRT), refluksno razmerje, konfiguracija območja membrane in zmogljivost permeata sistema, so ključni. V praktičnem inženiringu je treba te parametre celovito oblikovati na podlagi vplivne kakovosti vode, obsega čiščenja in standardov za odplake, da se zagotovi, da sistem membranskega bioreaktorja ohranja visoko učinkovitost, stabilnost in ekonomičnost med dolgo-delovanjem.