La membrane homogène est essentiellement un film ou une interphase homogène à travers lequel un mélange d'espèces chimiques est transporté par diffusion moléculaire.
La séparation de divers composants dans le mélange est directement liée à leurs vitesses de transport dans l'interphase, qui sont de nouveau déterminées par les diffusivités et les concentrations des composants individuels dans le film.
Avec des membranes de type diffusif homogènes, des particules ou des molécules d'une seule taille peuvent également être séparées lorsque leurs concentrations diffèrent de manière significative.