ประการแรก แม้ว่าเครื่องกรองน้ำทั้งสองประเภทจะสามารถชำระสิ่งสกปรกในน้ำให้บริสุทธิ์ได้ แต่หลักการทำให้บริสุทธิ์นั้นไม่เหมือนกัน เครื่องกรองน้ำระบบ RO รีเวิร์สออสโมซิสมีเมมเบรน RO รีเวิร์สออสโมซิสอยู่ภายใน ภายใต้การกระทำของแรงดัน น้ำสามารถไหลผ่านเมมเบรน RO ได้ ในขณะที่สิ่งเจือปน เช่น เกลืออนินทรีย์ ไอออนของโลหะหนัก แบคทีเรีย และไวรัส จะถูกปิดกั้นโดยเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิส

เครื่องกรองน้ำแบบอัลตรากรองจะทำให้แหล่งน้ำบริสุทธิ์ผ่านเมมเบรนกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันภายใน ภายใต้แรงดันที่แตกต่างกัน แหล่งน้ำสามารถผ่านชั้นเมมเบรนนี้และกรองสิ่งสกปรกออกได้

เครื่องกรองน้ำทั้งสองประเภทซึ่งใช้วิธีการทำให้บริสุทธิ์ต่างกัน มีความแม่นยำในการทำให้บริสุทธิ์แตกต่างกันบางประการตามหลักการ เครื่องกรองน้ำ RO รีเวิร์สออสโมซิสมีเมมเบรน RO อยู่ภายใน และรูพรุนของเมมเบรนนี้มีขนาดเล็กเท่ากับระดับนาโนเมตร แม้แต่ไวรัสและแบคทีเรียตัวเล็กๆ ก็มีขนาดใหญ่กว่ารูพรุนของเมมเบรน RO หลายพันเท่า ดังนั้นน้ำที่ไหลผ่านเมมเบรน RO โดยพื้นฐานแล้วมีเพียงน้ำเท่านั้นและไม่มีองค์ประกอบอื่นใด และน้ำที่กรองแล้วสามารถดื่มโดยตรงหรือต้มได้

เครื่องกรองน้ำแบบอัลตราฟิลเตรชันมีเมมเบรนกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันอยู่ภายใน และช่วงความแม่นยำของขนาดรูพรุนของเมมเบรนกรองนี้คือ 0.01~0.001μm ซึ่งเป็นขนาดที่ใหญ่กว่าเครื่องกรองน้ำ RO รีเวิร์สออสโมซิสหนึ่งลำดับความสำคัญ ในเวลาเดียวกัน เมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันไม่เพียงแต่ช่วยให้น้ำไหลผ่านได้ แต่ยังช่วยให้สารโมเลกุลขนาดเล็กบางชนิดที่มีปริมาตรน้อยกว่าสามารถไหลผ่านได้ เช่น แร่ธาตุบางชนิด