中国膜分离产业的发展处于战略机遇期，同时也面临严峻的挑战，主要体现在以下四个方面：
一．应用层次偏低，应用领域偏窄
我国膜技术应用层次偏低，应用领域偏窄，支撑我国资源节约、环境友好型社会建设力度不够。我国膜技术应用领域主要偏重于低端水处理领域，占市场的90%左右，而发达国家这一比例在70%左右。在国外有很大市场需求的血液透析、离子交换膜材料和过程工业用特种膜材料，在我国则处于起步阶段，因此我国膜技术的应用尚处于低端层次，应用市场也有待于进一步开发。
二．膜产业配套能力不足
目前，我国生产膜材料的上游主要基础原材料，包括聚砜、聚醚砜、聚酰胺等高性能特种工程塑料产品质量难以满足膜材料生产要求，海水淡化系统泵、阀、能量回收器、压力容器等关键零部件尚未国产化，主要依靠进口。国外大型的膜企业每年都会投入大量资金进行新技术、产品的研发，大量储备某种或某几种技术的第二代、第三代产品。一旦市场有需求，这些企业就会推出储备的技术产品。而国内膜企业大部分都是在有市场需求时才会进行研发，并不会去做前沿性的考虑，不会投入大量的资金进行技术储备，中外膜企业在技术储备上的差距是十分明显的。
三．膜产业自主创新能力欠缺
中国膜产业自主创新能力不强，主要体现在主要膜材料长期依赖进口，高端产业、低端环节现象严重。尽管我国近几年膜领域基础研究取得较大的进展，但是原创性成果较少，同事由于产学研合作机制不健全，研发与产业脱节严重，导致成果转移、转化存在障碍，加强原创性创新研究、完善产学研合作机制是提升我国膜领域自主创新能力的必经之路。
四．企业规模大小参差不齐，产品质量把控有待提高
我国从事膜材料生产的企业规模大小不一，从事膜工程的企业超过上千家，绝大多数企业不具备大型海水淡化工程的设计、施工、调试运营能力。国内膜企业在产品的生产管理和质量控制上还有待提高，尽管不少企业已拥有IOS9000等多个质量认证的证书，但这些认证落实到生产中的企业比例扔有待提高。