MBR-kalvojen ydintoiminto on yhdistää biologinen käsittely kalvoerotusteknologiaan, jolloin saavutetaan samanaikaisesti saasteiden hajoaminen ja tehokas kiintoaine{0}}nesteen erotus jäteveden käsittelyn aikana, mikä korvaa perinteiset sekundaariset sedimentaatiosäiliöprosessit.
MBR-kalvojen tärkein tehtävä on tehokas kiinteän{0}}nesteen erotus. Se erottaa täysin aktiivilietteen käsitellystä vedestä mikrosuodatus- tai ultrasuodatuskalvojen kautta, jolloin jätevesi on käytännössä vapaa suspendoituneesta kiintoaineesta ja lietehiukkasista. Tämä erotusmenetelmä on perinteistä sedimentointia perusteellisempi, jolloin saadaan vakaampi jäteveden laatu ja vältetään tehokkaasti lietteen bulkkitöiden aiheuttamat käsittelyn vaihtelut.
MBR-kalvot parantavat merkittävästi biologisen käsittelyn tehokkuutta. Koska kalvomoduuli pystyy pidättämään lietteen kokonaan reaktorissa, järjestelmä voi ylläpitää korkeampaa lietepitoisuutta ja pidempää lietteen ikää, mikä parantaa orgaanisten epäpuhtauksien, ammoniakkitypen ja muiden epäpuhtauksien hajoamiskykyä. Tämä tekee koko biologisesta käsittelyjärjestelmästä tehokkaamman ja voi merkittävästi vähentää jalanjälkeä.
MBR-kalvoissa on myös jäteveden uudelleenkäyttö- ja resurssien talteenottotoimintoja. MBR:llä käsitelty vesi täyttää tyypillisesti korkeat vaatimukset, ja sitä voidaan käyttää suoraan sekalaiseen kunnalliseen vedenkäyttöön, viherkasteluun tai teolliseen uudelleenkäyttöön. Alueilla, joilla on niukat vesivarat tai tiukat päästöstandardit, MBR-teknologiasta on tullut tärkeä teknologinen lähestymistapa edistykselliseen jäteveden käsittelyyn ja uudelleenkäyttöön.