實驗室超純水器通常由原水預處理系統、反滲透純化系統、超純化后處理系統三部分組成。

預處理的目的主要是使原水達到反滲透膜分離組件的進水要求，保證反滲透純化系統的穩定運行。預處理系統通常由聚丙烯纖維(PP)過濾器和活性炭(AC)過濾器組成。對硬度較高的原水還需加裝軟化樹脂過濾器。PP濾芯可去除原水中5μm以上的機械顆粒雜質、鐵銹及大的膠狀物等污染物，保護后續過濾器，其特點是納污量大,價格低廉。AC活性炭濾芯可吸附原水中余氯和部分有機物、膠體，保護聚酰胺反滲透復合膜免遭余氯氧化。軟化樹脂可脫除原水中大部分鈣鎂離子，防止后續RO膜表面結垢堵塞，提高水的回收率。

反滲透膜系統是一次性去除原水中98%以上離子、有機物及100%微生物(理論上)經濟的純化方法。

　反滲透(ReverseOsmosis，簡稱RO)是以壓力差為推動力的一種高新膜分離技術，具有一次分離度高、無相變、簡單的特點。反滲透膜“孔徑”已小至納米(1nm=10-9m)，在掃描電鏡下無法看到表面任何“過濾”小孔。在高于原水滲透壓的操作壓力下，水分子可反滲透通過RO半透膜，產出純水，而原水中的大量無機離子、有機物、膠體、微生物、熱原等被RO膜截留。

　通常當原水電導率<200μS/cm時，一級RO純水電導率≤5μs/cm，符合實驗室三級用水標準。對于原水電導率高的地區，為節省后續混床離子交換樹脂更換成本，提高純水水質，客戶可考慮選擇二級反滲透純化系統，二級RO純水電導率約1~5μS/cm，與原水水質有關。

超純化后處理系統通過多種集成技術進一步去除反滲透純水中尚存的微量離子、有機物等雜質，以滿足不同用途的水質指標要求。超純化后處理系統將會在下節介紹。