Una membrana semipermeabile, anche chiamata membrana selettivamente permeabile, membrana parzialmente permeabile o membrana permeabile differenzialmente, è una membrana che permette a certe molecole o ioni di attraversarla tramite la diffusione e a volte tramite la "diffusione facilitata" specializzata. Il flusso di passaggio dipende dalla pressione, dalla concentrazione e dalla temperatura delle molecole o di soluti da entrambi i lati, oltre che dalla permeabilità della membrana a ciascun soluto. In base alla membrana e al soluto, la permeabilità potrebbe dipendere dalle dimensioni, dalla solubilità, dalle proprietà o dalla chimica del soluto stesso.