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膜技术通用于制药及医药生物行业的下述若干方面：
（1）药效物质分离与纯化；
（2）物料浓缩；
（3）产品制造过程涉及用水、空气的无菌保障；
（4）环境污染的治理等。
具体而言，膜技术已被广泛应用于制药及医药生物行业生产流程各环节，如：原料配制、分离纯化、除菌澄清、产品浓缩、废水处理等。实际上，工业发达国家及部分发展中国家早在数十年前已将膜分离装置引入制药工业的生产线中。
本节主要对膜技术在上述（3）产品制造过程涉及用水、空气的无菌保障、（4）环境污染的治理等方面的应用做概述性介绍。而对于膜技术在（1）药效物质分离与纯化、（2）物料浓缩等方面的应用，因各自特异性，将在第二至三节进行介绍。
微滤、超滤、纳滤等技术应用于制药用水预处理工艺；反渗透（以二级为主）、电渗析技术已被列入中国药典纯化水制备或注射用水原水制备通用技术；血液透析用水多以一级反渗透技术为主；反渗透法应用于制药用水案例较多，如华北制药股份有限公司的制药用水制备、北京协和医院的两级反渗透法注射用水制备系统等。
葡萄糖大输液的灌装生产是微滤膜的典型应用，通常采用孔径为1.2μm、0.45μm的微滤膜进行三级处理，除去微粒和细菌。如科伦集团是全球最大的大输液制造商，其生产过程采用了包括聚丙烯系列滤芯、聚醚砜系列微滤膜等在内的多级除菌系统，以确保产品安全、稳定、无菌、无热原。
微滤技术应用于药品生产企业，可有效脱除空气中凝结水及油雾，同时进行除菌，从而生产无菌空气。适合于空气过滤的折叠式微滤过滤器的滤膜主要有聚丙烯（PP）膜、聚偏氟乙烯（PVDF）膜和聚四氟乙烯（PTFE）膜等疏水性材料。以宜都东阳光制药有限公司的发酵罐配套空气除菌系统为例，其发酵罐配套空气除菌系统采用三级过滤器，其中，终端除菌过滤器为上海一鸣过滤技术有限公司提供的孔径0.2μm、孔隙率80%的PTFE微滤膜产品，该系统已安全平稳运行超过10年。
江苏九天高科技股份有限公司采用以分子筛膜技术为核心的膜法中药提取溶剂回收技术，现已被应用于陈皮有效成分、普洱茶珍等提取过程中的乙醇回收过程，在湖南康麓生物、云南天士力帝泊洱等企业得到成功应用。该公司在医药行业有机溶剂脱水领域方面亦取得重要应用成果，其开发的NaA分子筛膜溶媒脱水应用工艺与其他脱水工艺相比节约分离成本60%以上，在乙醇、异丙醇、四氢呋喃等溶媒回收中推广应用超过80套。
为确保超临界萃取过程的经济性，超临界溶剂应该循环使用，而不是在萃取完成后简单的采用混合物卸压使CO 2 气化的办法分离萃取产物。目前常用的使超临界二氧化碳与萃取物分离的降压分离法，一般需消耗大量能量，从而使超临界萃取的操作费用大为增加。
用纳滤代替降压分离过程有效地改变了这种状况。纳滤是一种压力驱动的膜分离过程，它可以在压力变化不大、恒温和不改变分离物的热力学相态的情况下达到理想的分离效果。用纳滤代替降压分离过程，在较小的跨膜压降（一般小于1MPa）的情况下，CO 2 无须经历压力、温度和相态的循环变化（从而避免使用大型压缩和制冷系统），就能实现超临界CO 2 与萃取物的分离。在近临界条件下使用平均孔径为3nm的ZrO 2 -TiO 2 膜回收CO 2 ，咖啡因的截留率可高达100%，CO 2 的渗透通量达到了0.024mol/（m 2 ·s）。
微滤、超滤、纳滤、反渗透等技术集成可应用于制药废水处理；渗透蒸发技术可用于溶剂回收或去除废水中的有机污染物；膜生物反应器技术可用于高效去除抗性微生物、残余有机物、悬浮颗粒等。
制药企业的工艺用水量占总用水量的70%左右，所产生的工业废水因药物产品、生产工艺的不同而差异较大。如中药制药工业废水水质成分复杂、有机污染物种类多、浓度高；COD浓度高，一般为14 000～100 000 mg/L，有些浓渣水甚至更高；BOD（生化需氧量）/COD一般在0.5以上，适宜进行生物处理；SS浓度高，色度深；NH 3 -N（氨氮）浓度高、pH值波动较大。我国于2010年实施的“中药制药工业污染物排放标准”除常规综合性控制指标外，还将总氰化物与急性毒性96 hLC 50 值（半致死浓度）作为废水毒性控制指标。膜生物反应器技术可为实现上述排放标准提供有力的技术支撑。
生物制药产生的废水主要来源于各生产工序，属高浓度有机废水，一般都采用厌氧-好氧联合处理。