Unul dintre cele mai comune materiale membranare de ultrafiltrare este fluorura de poliviniliden (PVDF). Acest material prezintă o rezistență excelentă la substanțe chimice și la oxidare, permițând o funcționare stabilă pe termen lung-în medii de apă care conțin clor-sau complexe, făcându-l pe scară largă în sistemele municipale și industriale de tratare a apei. Membranele PVDF sunt de obicei modificate cu hidrofilicitate pentru a reduce murdărirea membranei și pentru a îmbunătăți stabilitatea fluxului.
Un alt material comun este polietersulfona (PES) sau polisulfona (PSF). Aceste materiale posedă rezistență mecanică ridicată și stabilitate termică bună, cu structură uniformă a membranei și performanță stabilă de separare, făcându-le potrivite pentru aplicații de filtrare de precizie cu cerințe ridicate de calitate a apei. Cu toate acestea, hidrofilitatea lor naturală este relativ slabă, necesitând, de obicei, modificarea suprafeței sau aditivi pentru a le îmbunătăți proprietățile antifouling.
Există, de asemenea, unele materiale mai noi sau modificate, cum ar fi PAN (poliacrilonitril), CA (acetat de celuloză) și membrane de ultrafiltrare ceramice. Membranele ceramice sunt fabricate din materiale anorganice, cum ar fi alumina și oxidul de zirconiu, având o rezistență la temperatură ridicată-extrem de puternică, rezistență la acizi și alcaline și capacități antifouling, făcându-le potrivite pentru medii industriale extreme, dar la un cost mai mare. În general, selecția materialelor membranare de ultrafiltrare necesită un echilibru între performanță, cost și mediul de aplicare pentru a satisface nevoile diferitelor sisteme de tratare a apei.