اسمز مستقیم یک فرآیند جداسازی مبتنی بر غشا است. برخلاف RO که برای کار کردن به فشار هیدرولیک نیاز دارد، FO  یک فرآیند طبیعی است که توسط گرادیان فشار اسمزی در یک غشای نیمه تراوا برای جدا کردن آب از املاح هدایت می شود. با استفاده از محلولی که غلظت بیشتری نسبت به آب ورودی دارد(محلول کشش) آب شور از طرف دیگر جریان پیدا خواهدکرد و نمک ها را پشت سر می گذارد. به عبارت دیگر، فشار اسمزی محلول کشش باید بیشتر از آب تغذیه شور باشد. محلول کشش به گونه ای انتخاب می شود که بتوان آن را به راحتی،( معمولاً از طریق گرم کردن) از آب شیرین شده جدا کرد. اگرچه FO به انرژی بیشتری (به شکل گرما و الکتریسیته) نسبت به RO نیاز دارد، اما از نظر تئوری شار نمک‌زدایی بالاتری دارد. در حال حاضر تجربه بسیار محدودی برای این فناوری در مقیاس تجاری وجود دارد.