Dans un filtre-presse à membrane, à mesure que le gâteau se forme, il est habituellement lavé et désaturé par un gaz comprimé.
Le gâteau est ensuite comprimé, souvent en utilisant une pression pneumatique ou hydraulique derrière un diaphragme en caoutchouc.
Les filtres-presse à membrane sont plus dispendieux qu'un filtre de même taille sans compression, mais ils produisent un gâteau plus sec en raison de la compression du gâteau.
La décharge de gâteau est meilleure, de sorte que les presses sont toujours automatisées, ce qui permet des temps de décharge courts.
Les filtres-presse à membrane peuvent avoir des surfaces filtrantes positionnées de façon horizontale ou verticale.