L'eau en bouteille fabriquée avec le procédé d'osmose inverse passe à travers un système capable d'éliminer non seulement les particules, mais aussi les sels dissous et autres impuretés trop grosses pour être filtrées. Depuis 2014, deux marques qui utilisent l'osmose inverse dans la production d'eau en bouteille sont Dasani et Aquafina.
Comme les systèmes d'osmose inverse utilisent une membrane semi-perméable qui piège des particules aussi petites que 0,001 micron, ils peuvent éliminer les produits chimiques tels que le fluorure. Cela crée un avantage par rapport à la filtration à base de charbon. L'osmose inverse peut également être utilisée pour produire de l'eau potable à partir d'eau de mer dans un processus connu sous le nom de dessalement. Bien qu'elle ait été observée au 18ème siècle, l'osmose inverse n'était pas pratique avant les années 1950.