Meriveden suolanpoistolaitteiden suunnitteluperiaate perustuu puoli{0}}läpäisevien kalvojen selektiiviseen läpäisevyyteen. Korkeassa paineessa merivesi pakotetaan käänteisosmoosikalvon läpi. Vesimolekyylit kulkevat kalvon huokosten läpi muodostaen makeaa vettä, kun taas suola-ionit ja muut liuenneet epäpuhtaudet säilyvät ja poistuvat väkevänä suolaliuoksena. Siksi avain järjestelmän suunnitteluun on riittävän korkean käyttöpaineen luominen (yleensä paljon korkeampi kuin meriveden osmoottinen paine) luonnollisen osmoositaipumuksen voittamiseksi ja käänteisen erotusprosessin saavuttamiseksi.
Meriveden suolanpoistolaitteisto koostuu tyypillisesti esikäsittelyyksiköstä, paineistusyksiköstä, kalvoerotusyksiköstä ja{0}}jälkikäsittelyyksiköstä. Esikäsittelyosa poistaa suspendoituneen kiintoaineen ja orgaanisen aineksen hiekkasuodatuksella, ultrasuodatuksella tai kemikaalien annostelulla kalvon likaantumisen estämiseksi. Paineistusyksikkö saa virtansa korkeapainepumpulla-. Kalvoerotusyksikkö on ydin, jossa käytetään useita sarjaan ja rinnakkain kytkettyjä paineastioita suuren mittakaavan käsittelyn aikaansaamiseksi. Jälki-käsittelyä käytetään pH:n säätämiseen, mineralisoimiseen tai desinfiointiin varmistaen, että tuotettu vesi täyttää juomavesistandardit.
Meriveden suolanpoistojärjestelmissä painotetaan erityisesti energian talteenottoa ja tehokkuuden parantamista. Esimerkiksi energian talteenottolaitetta (ERD) käytetään ottamaan talteen paineenergia tiivistetystä suolavedestä kokonaisenergiankulutuksen vähentämiseksi. Samanaikaisesti optimoimalla kalvojärjestelyä, säätelemällä talteenottonopeutta ja vähentämällä kalvon likaantumista järjestelmän toiminnan vakautta ja taloudellista tehokkuutta voidaan parantaa entisestään. Kaiken kaikkiaan käänteisosmoosi-meriveden suolanpoistolaitteisto on pohjimmiltaan "korkean paineen ohjaama valikoiva erotusjärjestelmä", jossa otetaan huomioon veden laatu, energiankulutus ja pitkäaikainen toimintavakaus.