L'ultrafiltration (couramment appelée UF) est une variété de filtration membranaire dans laquelle des forces comme la pression ou les gradients de concentration conduisent à une séparation par une membrane semi-perméable.
On retient les solides en suspension et les composés de poids moléculaire élevé, tandis que l'eau et les solutés de faible poids moléculaire traversent la membrane dans le perméat (filtrat).
L'ultrafiltration n'est pas fondamentalement différente de la microfiltration. Les deux sont séparés en fonction de l'exclusion de taille ou de la capture de particules.
Les membranes d'ultrafiltration sont définies par le poids moléculaire de coupure (MWCO) de la membrane utilisée.
L'ultrafiltration est appliquée en mode transversale ou cul-de-sac. Le principe de fonctionnement de l'ultrafiltration est basé sur une séparation faite par la pression des solutés d'un solvant à travers une membrane semi-perméable.