หลักการทำงานของโรงแยกเกลือออกจากน้ำทะเลเกี่ยวข้องกับกระบวนการกำจัดเกลือและสิ่งสกปรกอื่นๆ ออกจากน้ำทะเลเพื่อให้ดื่มได้หรือนำไปใช้ประโยชน์ทางอุตสาหกรรมต่างๆ มีหลายวิธีที่ใช้สำหรับการกลั่นน้ำทะเล แต่วิธีที่ใช้กันมากที่สุดคือ:
รีเวิร์สออสโมซิส (RO): รีเวิร์สออสโมซิสเป็นกระบวนการที่น้ำทะเลผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ ซึ่งจะแยกเกลือและสิ่งสกปรกอื่นๆ ออกจากน้ำ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้แรงดันสูงกับน้ำทะเล บังคับให้ผ่านเมมเบรน ปล่อยให้เฉพาะโมเลกุลของน้ำบริสุทธิ์ผ่านเข้าไป ในขณะที่กักเก็บเกลือและสิ่งสกปรกอื่นๆ
Multi-Stage Flash (MSF): Multi-Stage Flash เป็นกระบวนการที่น้ำทะเลระเหยเป็นขั้นตอน และไอน้ำที่ผลิตจะถูกควบแน่นเพื่อผลิตน้ำบริสุทธิ์ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนกับน้ำทะเลในชุดแฟลชแชมเบอร์ ซึ่งถูกเก็บไว้ที่ความดันต่างๆ กัน ทำให้น้ำกลายเป็นไอ จากนั้นไอที่ผลิตได้จะผ่านคอนเดนเซอร์ ซึ่งจะทำให้เย็นลงและควบแน่นกลับเป็นของเหลว
การกลั่นแบบหลายเอฟเฟกต์ (MED): การกลั่นแบบหลายเอฟเฟกต์เป็นกระบวนการที่น้ำทะเลได้รับความร้อนเพื่อผลิตไอน้ำ จากนั้นจะถูกส่งผ่านชุดท่อที่คงความดันต่างๆ ไว้ ไอน้ำที่ผลิตในแต่ละท่อจะถูกควบแน่นเพื่อผลิตน้ำบริสุทธิ์ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนกับน้ำทะเลในชุดเครื่องระเหย ซึ่งจะถูกต้มเพื่อผลิตไอน้ำ จากนั้นไอน้ำจะผ่านท่อหลายชุด ซึ่งควบแน่นเพื่อผลิตน้ำบริสุทธิ์
ไม่ว่าจะใช้วิธีใด เครื่องกรองน้ำทะเลต้องใช้พลังงานจำนวนมากในการทำงาน และกระบวนการนี้อาจมีราคาแพง น้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วจะต้องจัดเก็บและแจกจ่ายอย่างเหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าปราศจากสิ่งเจือปนก่อนนำไปใช้ แม้จะมีความท้าทายเหล่านี้ เครื่องแยกเกลือออกจากน้ำทะเลก็กำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นในภูมิภาคที่การเข้าถึงน้ำจืดมีจำกัด และเทคโนโลยียังคงก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและลดต้นทุน