微孔濾芯過濾的推動力(及施加于被濾懸浮液的壓力)使懸浮液通過膜，其中液體和小的溶質透過膜作為透過液而收集。懸浮的粒子被膜截留并作為濃縮截留物而收集。粒子被截留的機理取決于膜的性能(物理的與化學的)和膜與粒子間相互作用的性質。當膜的孔徑小于懸浮粒子的尺寸，粒子以其幾何形狀被阻擋，不能進入或通過膜，而與透過液分離，這種分離機理稱之謂表面過濾或篩濾機理。
若膜的孔徑較粒子尺寸為大，在這種情況下，粒子能夠進入膜孔隙內，當它與孔壁相接觸并粘附于其上，它們就從懸浮液中被濾除。由于過濾是在膜的孔深處發生，故這種分離機理稱作深度過濾機理。