Mikrofiltrācija ir filtrēšanas veids, kurā tiek izmantotas īpašas membrānas ar mikroskopiskām porām, kuru izmērs ir no 3.9 miljondaļām collas (apmēram 1 mikrometrs) līdz 390 miljondaļām collas (apmēram 10 mikrometri). Poru izmērs ir tas, kas piešķir mikrofiltrācijas nosaukumu. To izmanto, lai no šķīduma noņemtu visas daļiņas, kas ir lielākas par 39 miljondaļām collu (apmēram 1 mikrometru).
Termiskā sterilizācija parasti nav vēlama lietošanai ar visiem šķidrumiem. Daži dzērieni, piemēram, sula, vīns un alus, karsējot zaudē garšu; tāpat daži farmaceitiskie līdzekļi karsējot zaudē savu efektivitāti. Viens no galvenajiem mikrofiltrācijas lietojumiem ir aukstā sterilizācija. Baktērijas ir lielākas par mikrometru, tāpēc šīs mikro membrānas tiek izmantotas, lai izņemtu baktērijas no šķidrumiem, neizmantojot siltumu.
Mikrofiltrāciju izmanto arī notekūdeņu attīrīšanai, lai ūdeni varētu droši atgriezt vidē. To izmanto, lai atdalītu eļļu un ūdeni, un to var izmantot, lai atdalītu taukus no pārtikas produktiem, atstājot ūdeni un olbaltumvielas. To var izmantot arī kā ūdens pirmapstrādi citiem procesiem, piemēram, reversajai osmozei.
Parasti visa filtrēšana daļēji darbojas difūzijas procesā. Katrai šķīduma molekulai ir zināma kinētiskā enerģija un tā pārvietojas, atlecot no citām molekulām un tvertnes sienām. Tās molekulas, kas atsitās pret filtru, plūst cauri tam un tiek filtrētas.
Mikrofiltrācijas sistēma parasti sastāv no tīra šķidruma un šķīduma, kas atdalīts ar mikrofiltru. Šķīduma pusei tiek piemērots zems spiediens, kas to izspiež cauri mikrofiltram ar lielāku ātrumu, nekā to pieļauj difūzija. Filtrs noņem visas lielās daļiņas, un šķidrums, kas izplūst no otras puses, tiek attīrīts no visa, kas ir lielāks par filtra porām.
Pastāv izplatīta mikrofiltrācijas variācija, ko sauc par šķērsplūsmas mikrofiltrāciju (CFMF). Šajā versijā šķidrums tiek sūknēts tangenciāli pa mikrofiltra virsmu. Attīrīts šķidrums izkrīt caur filtru un tiek savākts zem tā. Šķērsplūsmas mikrofiltrācijas priekšrocība ir tāda, ka tā ļauj pašreizējām atkritumu apsaimniekošanas sistēmām palielināt pieplūdumu, nepievienojot jaunus bioreaktorus, lai sūknētu šķidrumus caur mikrofiltriem. Izmantojot CFMF, šķidrumiem ir jāplūst pāri papildu filtriem, tādējādi samazinot vajadzību pēc jauna aprīkojuma.
Cietas vai asas daļiņas ieplūdē var sabojāt mikrofiltrus. Šī iemesla dēļ parasti ir svarīgi, lai visi šķidrumi tiktu iepriekš filtrēti pirms mikrofiltrēšanas. Tas ļauj noņemt lielākās, visbīstamākās daļiņas, pirms tām ir iespēja sabojāt smalkos mikrofiltrus.