Bakterijos yra įprasti vandens mikrobiniai teršalai, kurių dydis paprastai svyruoja nuo 0,5 iki 5 mikrometrų. Atvirkštinio osmoso membranos, kurių porų dydis yra maždaug 0,1 nanometro, yra daug mažesnės nei bakterijos. Atvirkštinio osmoso membranos gali tiesiogiai sugauti bakterijas per fizinį sijavimą, neleisdamos joms praeiti pro membranos poras. Bakterijų paviršiai dažnai turi elektros krūvį, o atvirkštinio osmoso membranos medžiagos taip pat gali turėti tam tikrą elektros krūvį. Dėl įkrovimo sąveikos membrana gali toliau adsorbuoti arba atbaidyti bakterijas, padidindama pašalinimo efektyvumą.
Tyrimai rodo, kad atvirkštinio osmoso membranos paprastai pasižymi dideliu bakterijų pašalinimo greičiu ir gali žymiai sumažinti mikroorganizmų atsiradimo vandenyje riziką. Svarbu pažymėti, kad atvirkštinio osmoso membranos nėra gerai žinomas sterilus barjeras, tačiau didelis jų efektyvumas praktikoje buvo plačiai patvirtintas.