MBR-kalvoteknologia yhdistää biologisen käsittelyn kalvoerotukseen, jolloin rakenteessa ja toiminnassa on merkittäviä eroja perinteisiin jätevedenkäsittelyprosesseihin verrattuna. Sen tärkeimmät ominaisuudet näkyvät puhdistuksen tehokkuudessa, jäteveden laadussa ja järjestelmän toiminnassa.
MBR-kalvojen näkyvin ominaisuus on niiden vakaa ja korkealaatuinen{0}}poistovesi. Kalvomoduulit pidättävät suoraan suspendoituneet kiintoaineet ja mikro-organismit, jolloin jätevesi on käytännössä vapaa suspendoituneesta kiintoaineesta (SS). Siinä on myös korkea bakteerien ja joidenkin virusten retentioaste, mikä johtaa jäteveden kokonaislaatuun, joka on paljon parempi kuin perinteiset sekundaariset sedimentaatiosäiliöprosessit ja täyttää tiukemmat uudelleenkäyttöstandardit.
Järjestelmä toimii suurella kuormituksella ja vaatii pienen tilan. Koska kalvo sitoo täysin lietteen, korkea lietepitoisuus ja pitkä lietteen ikä voidaan ylläpitää reaktorissa, mikä parantaa orgaanisen aineen sekä typen ja fosforin poistotehokkuutta. Samaan käsittelykapasiteettiin MBR-järjestelmät vaativat tyypillisesti vähemmän maata kuin perinteiset aktiivilieteprosessit, joten ne sopivat paremmin alueille, joilla on rajalliset maavarat.
MBR-kalvoilla on myös vahva iskunkesto. Suuren mikrobibiomassan ja pitkän lietteen retentioajan ansiosta järjestelmässä jopa vaihtelut vaikuttavien aineiden laadussa tai määrässä voivat säilyttää käsittelyn vakaan. Kalvon likaantuminen on kuitenkin myös ongelma sen käytön aikana, mikä vaatii vastahuuhtelua, ilmastushankaamista tai kemiallista puhdistusta vakaan virtauksen ylläpitämiseksi. Tämä on sen toiminnan ja hallinnan keskeinen piirre.