由于超濾器的物質分離功能是依靠“膜”來實現的，所以，它和其他膜分離設備一樣，在使用過程中，總會發生膜污染和通量的遞減。不過，這個問題對于以濾膜篩分為原理的超濾器來說，更為顯著。這種膜污染常發生在三種場合，即濃差極化、大溶質的吸附和吸附層的聚合。
濃差極化
超濾器運行時，溶質中分子混合物由靜壓力帶到膜表面，某些分子透過膜，而另一些分子則被阻止。這就導致在臨近膜表面的邊界層中被阻止組分的聚集，且常常 因溶解度過飽和而沉積在膜的表面，形成凝膠層，致使透過組分的量減少，因而，降低了膜的通量，改變了對低分子物質的截留率和過濾特性。但是，濃差極化產生的作用是“可逆”的。所以，是可以減輕和加以控制的。
膜的污染
主要有兩種情況：一種是附著層，它是由料液（原水）中懸浮物堆積于膜面（濾餅）、 由溶解性有機物濃縮后粘附于膜面（凝膠層）、由溶解性無機物生成的水垢積附于膜面（水垢層）以及由膠體物質或微生物等吸附于膜面（吸附層）所構成；另一種是堵塞，即由上述料液中溶質等濃縮、結晶或沉淀致使膜孔產生不同程度的堵塞。由于膜污染是亞微細粒子或小分子溶質吸附、積累在膜表面或在膜孔中結晶沉積所致，所以，膜污染引起通量衰減往往是不可逆的。濃差極化和膜污染都能引起膜性能的變化，使膜的實用性能變壞，而膜污染是膜通量和分離性能下降的主要 原因。因此，對于超濾器來說，要特別注意區別情況進行維護和膜的污染控制與處理。