หลักการทำงานของตัวกรองเมมเบรนเซรามิกนั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างพรุนของเมมเบรนเซรามิกเป็นหลัก เมื่อวัสดุของเหลวที่จะกรองผ่านความดันที่กำหนด ส่วนประกอบต่างๆ ในวัสดุของเหลวจะถูกดักจับที่ด้านหนึ่งของพื้นผิวเมมเบรนเซรามิก ในขณะที่ของเหลวใสจะแทรกซึมไปยังอีกด้านหนึ่งของพื้นผิวเมมเบรน จึงบรรลุการแยกของเหลว และการกรอง ฟิล์มเซรามิกประกอบด้วยหินขนาดเล็กที่ผิดปกติจำนวนนับไม่ถ้วน เช่น อนุภาคเซรามิก ซึ่งก่อให้เกิดรูพรุนระหว่างหินเหล่านั้น ขนาดรูพรุนเพียง 20-100 นาโนเมตร ซึ่งช่วยให้สามารถแยกสารที่มีขนาดโมเลกุลต่างกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในระบบการกรองเมมเบรนแบบเซรามิก มักจะมีโรเตอร์ที่ประกอบด้วยแผ่นกรองเซรามิกหลายชุด รวมถึงส่วนประกอบต่างๆ เช่น หัวจ่าย เครื่องกวน เครื่องขูด เป็นต้น เมื่อโรเตอร์ทำงาน แผ่นกรองจะจมอยู่ใต้น้ำ ระดับของเหลวของสารละลายในถังทำให้เกิดชั้นของการสะสมอนุภาคของแข็ง เมื่อแผ่นกรองออกจากระดับของเหลวของสารละลาย อนุภาคของแข็งจะก่อตัวเป็นเค้กกรองและยังคงทำให้แห้งต่อไปภายใต้สุญญากาศ และทำให้เค้กกรองแห้งต่อไป ต่อจากนั้นโรเตอร์จะหมุนไปยังตำแหน่งที่มีเครื่องขูดเพื่อเอาเค้กกรองออก และถูกลำเลียงโดยสายพานลำเลียงไปยังตำแหน่งที่ต้องการ