利用半透膜或選擇透過性離子交換膜使溶液中的溶質由高濃度一側通過膜向低濃度一側遷移的過程。這種過程是以濃度差為動力，也稱之為濃差滲析或自然滲析。在環境工程方面主要用于有機和無機電解質的分離、純化和酸、堿廢液的處理和回收。
1、高濃度溶液中的溶質以濃度差為推動力透過隔膜向低濃度溶液中遷移。
2、采用離子交換膜：陰膜、陽膜。
3、主要用于：回收酸、堿，但不能將它們濃縮。
4、優勢：消耗能量極少、運行成本極低、膜壽命長

擴散滲析是指利用離子交換膜將濃度不同的進料液和接受液隔開，溶質從濃度高的一側透過膜而擴散到濃度低的一側，當膜兩側的濃度達到平衡時，滲析過程即停止進行。濃度差是滲析的推動力。在滲析過程中進料液和接受液一般是逆向流動的。

溶液中回收廢酸為例進一步闡述擴散滲析的過程，擴散滲析示意圖所示。回收酸需采用陰膜，陰膜帶正電，允許SO42-通過。在濃度差推動下，原液室中的SO42-向回收室的水中擴散滲析。除本身帶電外，離子交換膜孔道具有一定大小，因此還有“分子篩"的作用。當SO42-向回收室遷移時，也會夾帶H+及Fe2+過去，但因為H+小于Fe2+，H+隨SO42-滲析過去，而大部分Fe2+被阻擋。同時回收室中OH-離子濃度比原液室中的高，通過陰膜進入原液室，與原液室中的H+離子結合成水。結果從回收室流出的是硫酸，從原液室流出的是FeSO42-殘液。用擴散滲析法回收硫酸，只有原廢水硫酸濃度大于10%時，才有實用價值。