Osrednja okoljska filozofija membran MBR je "recikliranje virov, zmanjšanje onesnaževanja in visoka-učinkovitost ter nizka-poraba obdelave." V bistvu je namenjen izboljšanju splošne učinkovitosti čiščenja vodnih virov in onesnaževal s pomočjo tehnoloških sredstev, s čimer se doseže bolj trajnosten pristop upravljanja vodnega okolja.
Tehnologija MBR lahko globoko prečisti odpadno vodo, s čimer zagotovi, da odplake izpolnjujejo visoke standarde kakovosti vode, kar omogoča ponovno uporabo predelane vode. Ta model zmanjšuje odvisnost od svežih vodnih virov, nadomešča vodo iz pipe pri komunalnem ozelenjevanju, industrijskem hlajenju in splakovanju ter učinkovito zmanjšuje pomanjkanje vode.
Sistemi MBR uporabljajo tehnologijo membranskega ločevanja, da skoraj popolnoma zadržijo onesnaževala v biološkem reakcijskem sistemu, s čimer se izognejo izgubi blata ali problemom sekundarnega onesnaženja, ki so povezani s tradicionalnimi procesi. Hkrati zaradi visoke učinkovitosti čiščenja in stabilne kakovosti odplak bistveno zmanjša obremenitev naravnih vodnih teles z onesnaževanjem, kar prispeva k izboljšani kakovosti vode v okolju.
Čeprav imajo sistemi MBR razmeroma visoko porabo energije med delovanjem, nudijo znatne okoljske koristi v celotnem življenjskem ciklu z zmanjšanjem zasedenosti zemlje, povečanjem učinkovitosti čiščenja in omogočanjem ponovne uporabe vode. Poleg tega lahko sistemi MBR v kombinaciji z anaerobnimi procesi dosežejo delno predelavo energije (kot je bioplin), kar dodatno izboljša njihove zelene in nizko{1}}ogljične lastnosti.