Uno de los materiales de membranas de ultrafiltración más comunes es el fluoruro de polivinilideno (PVDF). Este material exhibe una excelente resistencia química y a la oxidación, lo que permite un funcionamiento estable a largo plazo-en entornos acuáticos complejos o que contienen cloro-, lo que lo hace ampliamente utilizado en sistemas de tratamiento de agua municipales e industriales. Las membranas de PVDF generalmente se modifican con hidrofilicidad para reducir la contaminación de la membrana y mejorar la estabilidad del flujo.
Otro material común es la polietersulfona (PES) o la polisulfona (PSF). Estos materiales poseen alta resistencia mecánica y buena estabilidad térmica, con una estructura de membrana uniforme y un rendimiento de separación estable, lo que los hace adecuados para aplicaciones de filtración de precisión con altos requisitos de calidad del agua. Sin embargo, su hidrofilicidad natural es relativamente débil y generalmente requiere modificaciones de la superficie o aditivos para mejorar sus propiedades antiincrustantes.
También existen algunos materiales más nuevos o modificados, como PAN (poliacrilonitrilo), CA (acetato de celulosa) y membranas cerámicas de ultrafiltración. Las membranas cerámicas están hechas de materiales inorgánicos como alúmina y óxido de circonio, y poseen una resistencia extremadamente fuerte a altas temperaturas-, resistencia a ácidos y álcalis y capacidades antiincrustantes, lo que las hace adecuadas para entornos industriales extremos, pero a un costo mayor. En general, la selección de materiales para membranas de ultrafiltración requiere un equilibrio entre rendimiento, costo y entorno de aplicación para satisfacer las necesidades de los diferentes sistemas de tratamiento de agua.