thumb|200px|Schemat membrany półprzepuszczalnej podczas hemodializy Membrana półprzepuszczalna, błona półprzepuszczalna – rodzaj membrany (przepony), która przepuszcza niektóre rodzaje cząsteczek a zatrzymuje inne (np. przepuszcza małe cząsteczki rozpuszczalnika, a zatrzymuje duże cząsteczki lub jony). Różnica stężeń związków chemicznych po dwu stronach membrany powoduje powstanie ciśnienia osmotycznego. Cząsteczki substancji przechodzącej przez membranę zachowują się tak jakby oprócz ciśnienia zewnętrznego istniało jeszcze, wspomniane wyżej, ciśnienie osmotyczne. Przykładem naturalnej membrany półprzepuszczalnej jest błona komórkowa czy skóra człowieka. Membrany półprzepuszczalne są m.in. wykorzystywane na dużą skalę do dializy krwi osób z chorobami nerek, do odsalania wody morskiej, do oczyszczania wody filtry RO.
Ogólnie membranę można określić jako selektywną barierę oddzielającą dwie fazy. Taka definicja nie jest jednak wystarczająca do rozważania procesów transportu w membranie, ponieważ nie zawiera informacji o strukturze i roli membrany, do czego niezbędny jest precyzyjniejszy opis.