Mediante l'ultrafiltrazione si possono separare batteri, virus e proteine. Un esempio di utilizzo dell'ultrafiltrazione è il recupero delle proteine dal siero di latte. Notevoli sono le applicazioni in campo industriale, dal settore alimentare all'industria tessile, dalla verniciatura elettroforetica a processi di produzione di carta. A partire dalla fine del XX secolo la tecnologia di ultrafiltrazione è divenuta il sistema di pretrattamento più utilizzato al mondo nei nuovi impianti di dissalazione ad osmosi inversa.