MBR先用于微生物发酵工业，在污水处理领域中的应用研究始于20世纪60年代的美国。早期的膜技术主要采用的是超滤管式膜，后为了节约能耗，发展出了中空纤维膜，目前MBR主要有管式膜和平板膜， 管式膜常用于中水回用，平板膜作为污水处理使用。MBR一般由膜组件和生物反应器组成，与传统的生物反应器相比，它具有占用空间少、运行稳定、维修管理方便等特点。

MBR膜按结构主要分四种：中空纤维膜、平板膜、陶瓷膜、管式膜。

中空纤维膜（又称帘式膜）和平板膜一起称为“有机膜”，主要材质是PVDF（聚偏氟乙烯）。现在又新出了一个PTFE（聚四氟乙烯）材质的，拉膜的时候孔径分布会更均匀，号称“塑料王”。

陶瓷膜和有机平板膜一起称为“平板膜”，陶瓷膜化学稳定性非常好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂，耐高温；孔径分布窄、分离效率高等优点。陶瓷膜主要材质是氧化铝、氧化钛和氧化硅等。前景非常好。

有机管式膜作为膜元件的一种形式，适用于超滤、微滤、甚至是纳滤等膜分离技术，其优点是流道宽，料液在管内湍流流动，对料液的预处理精度要求低。管式膜易于清洗，除可用化学试剂清洗外，还可以用机械物理擦洗的方法。管式膜组件的压力损失小，因此其流道长（长可串联48米），过滤效率高。

平板膜是一片板（一般是ABS）上面有导流道，双面贴上衬布和PVDF材质的膜片，经过无缝焊接之后形成的一块膜片。还有两种膜片也称之为平板膜，一是软片膜，二是柔性膜。