Bakteria ialah bahan cemar mikrob biasa dalam air, biasanya bersaiz antara 0.5 hingga 5 mikrometer. Membran osmosis songsang, dengan saiz liang kira-kira 0.1 nanometer, jauh lebih kecil daripada bakteria. Membran osmosis songsang boleh secara langsung memerangkap bakteria melalui penapisan fizikal, menghalangnya daripada melalui liang membran. Permukaan bakteria sering membawa cas elektrik, dan bahan membran osmosis songsang juga mungkin mempunyai beberapa cas elektrik. Melalui interaksi cas, membran boleh terus menyerap atau menangkis bakteria, meningkatkan kecekapan penyingkiran.
Kajian menunjukkan bahawa membran osmosis songsang secara amnya mempunyai kadar penyingkiran bakteria yang tinggi dan boleh mengurangkan risiko mikroorganisma dalam air dengan ketara. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa membran osmosis songsang bukanlah penghalang steril-yang terkenal, tetapi kecekapan tingginya dalam aplikasi praktikal telah disahkan secara meluas.