เมมเบรนเส้นใยกลวงเป็นเมมเบรนแบบอสมมาตรที่มีรูปร่างคล้ายเส้นใยที่มีฟังก์ชันรองรับตัวเองผนังท่อเมมเบรนถูกปกคลุมด้วยรูพรุนขนาดเล็ก ซึ่งสามารถดักจับสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างกัน และ MWCO สามารถเข้าถึงได้ตั้งแต่หลายพันถึงหลายแสนน้ำดิบไหลภายใต้แรงดันภายนอกหรือภายในเมมเบรนใยกลวง เกิดเป็นชนิดแรงดันภายนอกและชนิดแรงดันภายในตามลำดับ