MBR最先用于微生物发酵工业，在污水处理领域中的应用研究始于20世纪60年代的美国。早期的膜技术主要采用的是超滤管式膜，后为了节约能耗，发展出了中空纤维膜，目前MBR主要有管式膜和平板膜， 管式膜常用于中水回用，平板膜作为污水处理使用。MBR一般由膜组件和生物反应器组成，与传统的生物反应器相比，它具有占用空间少、运行稳定、维修管理方便等特点。