Les membranes électriquement chargées sont poreuses en structure.
Les parois des pores portent des ions fixes, qui peuvent être positivement ou négativement chargés.
Dans le cas des ions positifs, la membrane est appelée membrane échangeuse d'anions. Avec des ions fixes négatifs, elle est appelée membrane échangeuse de cations.
La séparation dans une membrane chargée électriquement est obtenue non seulement par la taille des pores, mais aussi par l'exclusion des co-ions de la membrane.
Les membranes constituées d'un mélange de segments macroscopiques chargés négativement et positivement sont appelées membranes mosaïques.