深度过滤与表面过滤不同,它是被分离流体中的粒子在膜空隙中进行过滤的过程。这一过滤的特征是过滤作用产生于膜内部,膜中空隙都具有从流经它的流体中截留粒子的可能性。由于被过滤粒子尺寸小于膜空隙尺寸,所以当流体为层流时(即各流线互不相交),必定有力作用于颗粒上,使其穿越流线与空壁接触从而被截留。对于气体中粒子的深度过滤,由于作用力性质不同,截留作用可分五种:即重力沉降、静电沉积、碰撞力、拦截、扩散。部分微孔膜的膜孔流体的流线和每种截留作用去除粒子的通道。在多数调节下,一旦粒子与膜壁相接触,即被除去。
以上五种截留作用,重力沉降最为简单,当粒子足够大,通过膜孔的速度低时,重力沉降起主要作用;当粒子荷电且其电性与过滤膜所带电性相反,则粒子由静电引力而被黏附于孔壁上,从流体中除去。碰撞是当流体在孔中移动时,其中粒子由于惯性离开流体流线而与孔壁相撞除去,流体速度大,所含粒子密度较大,有利于碰撞截留。当流体流线与孔壁间距离小于或等于粒子半径,粒子则被拦截与流体分离,但流体中所含粒子很小时,由于流体与粒子分子相互碰撞产生Brown运动。因此,粒子通过空隙时其运动轨迹是无规则的,大大提高了与孔壁的碰撞机会,提高了粒子被截留的可能性。