استفاده از بیوراکتورهای غشایی ترکیب دو فن‌آوری فیلتراسیون غشایی و تصفیه بیولوژیکی است. در این سیستم‌ها، غشا دو فاز را جدا می‌کند و یا به عنوان مانعی جهت انتقال مواد میان فازهای مجاور آن عمل می‌کند. حضور غشا امکان انعطاف‌پذیری فرآیند و نوآوری را در مقایسه با بیوراکتورهای سنتی فراهم می‌نماید.