Sebuah membran sintetis, disebut juga sebagai membran artifisial, adalah suatu membran yang dibuat untuk proses pemisahan di laboratorium dan industri. Sisi aktif dari suatu membran, yang berfungsi sebagai transport selektif material, umumnya terbuat dari polimer atau keramik, dan kadang-kadang terbuat dari gelas atau logam. Sebuah sistem membran tersusun dari membran dan alat penunjang seperti alat penyangga, sistem aliran buang, dan sebagainya.
Faktor pendorong terjadinya transpor material adalah beda konsentrasi, tekanan, konstanta elektrik atau konstanta kimia sepanjang membran. Membran dapat dibuat dalam bentuk lembaran, tabung, kapiler, ataupun hollow fibre. Membran kemudian disusun ke dalam bentuk pelat (plate and frame), modul spiral, modul hollow fiber, ataupun modul tube-in-shell.
Membran sintetis digunakan secara luas dalam proses mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, reverse osmosis, pervaporasi, separasi gas, dialisis ataupun kromatografi. Aplikasi bergantung pada jenis membran yang digunakan.
Aplikasi umum membran sintetis adalah sistem pemurnian air, menyaring mikroorganisme dari produk susu, desalinasi air, dehidrogenasi gas alam, hemodialisis, dan komponen pada sel bahan bakar.
