מודול ממברנה: זהו מרכיב הליבה של MBR, המורכב בדרך כלל מחומרי מיקרו-פילטרציה או אולטרה-פילטרציה. חומרים נפוצים כוללים PVDF, PVDF שונה או פוליאתרסולפון. סיבי ממברנה או ממברנות יריעה מסודרים באופן ספציפי ליצירת שכבת סינון בעלת גודל נקבוביות אחיד, המשמשת לשמירת בוצה פעילה, מוצקים מרחפים ומיקרואורגניזמים, תוך מתן אפשרות למים נקיים לעבור דרכם.
מבנה תומך ממברנה: מבנה זה משמש לקיבוע והגנה על סיבי הממברנה או היריעות. מבנים נפוצים כוללים מסגרות סיבים חלולים או מסגרות ממברנות גיליון. חלק זה קובע את החוזק המכני ואת התנגדות ההתקלה של מודול הממברנה. מבנה התמיכה משלב גם תעלות זרימה ליצירת מצב זרימה של המשקאות המעורבים על פני הממברנה, תוך הפחתת שקיעת מזהמים.
מערכת הפעלה: זה כולל מערכת אוורור, מערכת יניקה ומערכת שטיפה לאחור. מערכת האוורור מפחיתה את התכלות הממברנה על ידי ערבול משטח הממברנה עם בועות אוויר; מערכת היניקה מספקת לחץ שלילי כדי לחלחל דרך שכבת הממברנה; ומערכת השטיפה לאחור מסירה מעת לעת חסימות מנקבוביות הממברנה כדי להחזיר את השטף. שלושת המרכיבים הללו פועלים יחד כדי להבטיח את היציבות ויעילות הטיפול של ממברנת ה-MBR במהלך-פעולה ארוכת טווח.