任何一种技术都有它的局限性，膜分离技术也是如此。当某些膜分离过程发展到了已经比较成熟，并在工业上较广泛地应用之后，在解决一些复杂的分离问题时，为了获得效益，将几种膜分离过程组合起来用，或者将膜分离与其他分离方法结合起来用，将它们各自用在合适的条件下，发挥其大效率，或许是个合理的工艺流程，一般称为集成膜分离过程。例如：
1、 MF+UF+RO
2、 膜蒸馏：膜技术与蒸发过程结合的膜分离过程
3、 膜萃取：膜分离与液-液萃取技术相结合的膜分离过程
4、 亲和膜分离：膜分离与色谱技术相结合的新型膜分离过程
5、 膜吸收：将膜与普通吸收/解吸相结合的一种膜分离过程
6、 膜分离与离子交换法相结合
7、 膜反应器：膜分离与反应过程相结合的膜反应器
