(1)出水水質好，穩定性高膜過渡出水使得膜生物反應器內獲得比普通活性污泥法高得多的生物濃度，極大地提高了生物降解能力和抗負荷沖擊能力。同時，污泥停留時間較長，這也為難降解有機物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以在反應器內繁殖富集，特別是對難降解有機物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方面，膜生物反應器膜分離對小于膜孔徑有機大分子物質的截留作用，能夠確保濾后出水在除菌、消除懸浮物和降低BOD方面很穩定。
(2)占地少膜生物反應器可以維持較高的污泥濃度，通常MLSS為8～20g/L，是傳統生物處理的2.5～5倍，同時系統省去了二沉池和污泥回流設備，因而占地面積省。
(3)膜生物反應器操作維護簡單膜分離單元工藝簡單，出水和運行不受污泥泥膨脹等因素的影響，操作維護簡單方便，且易于實現自動控制管理。
(4)膜生物反應器污泥處水費用低系統污泥濃度高，泥齡長，這意味著排泥量少，產泥量僅占傳統工藝的30%，這對后續的污泥處理極為有利。
膜生物反應器(MBR)主要應用于城市污水的回收凈化，污水經MBR處理后，出水水質已達到建設部《生活雜用水水質標準》，可直接用于綠化、沖洗、消防、樓房中水回用補充觀賞水體等非飲用水的目的，MBR具有實現自動控制和操作管理方便等優點，因此在城市污水和工業廢水處理與回用等方面已得到了應用。
膜生物反應器（MBR）技術是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術，它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物截留住，省掉二沉池。膜-生物反應器工藝通過膜的分離技術大大強化了生物反應器的功能，使活性污泥濃度大大提高，其水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）可以分別控制。