半透膜(英語：semipermeable membrane)是一種只給某種分子或離子擴散進出的薄膜，對不同質(zhì)點的通過具有選擇性的薄膜。例如細胞膜、膀胱膜、羊皮紙以及人工制的膠棉薄膜等。現(xiàn)代半透膜還用與多孔性壁（如無釉陶瓷）并使適當?shù)幕衔铮ㄈ玷F氰化銅）沉淀于其孔隙中制成。半透膜用于滲透溶膠和測定滲透壓強等。生物吸取養(yǎng)分也是通過半透膜進行的。是用高分子材料經(jīng)過特殊工藝制成的半透膜，它只允許水分子透過，而不允許溶質(zhì)通過。用高壓泵使處于半透膜一側(cè)的原水壓力超過滲透壓時，原水中的水分子就能夠透過半透膜進入另一側(cè)，從而獲得純凈水。而原水中的溶解與非溶解的無機鹽，重金屬離子，有機物，菌體，膠體等物質(zhì)無法通過半透膜，只能留在濃縮水中被放掉。 反滲透設(shè)備廣泛應用于醫(yī)藥行業(yè)、飲料行業(yè)、電子、電力行業(yè)等。

補充：半透膜是一種只允許離子和小分子自由通過的膜結(jié)構(gòu)，生物大分子不能自由通過半透膜，其原因是因為半透膜的孔隙的大小比離子和小分子大但比生物大分子如蛋白質(zhì)和淀粉小。

半透膜在化學中只允許溶液通過，膠體和濁液均不能通過。