Ультрафильтра́ция — разделение растворов и коллоидных систем с помощью полупроницаемых мембран в специальных аппаратах под давлением 0, 1-0, 8 МПа. Мембраны проницаемы для малых молекул и ионов, но непроницаемы для макромолекул и коллоидных частиц. Ультрафильтрацию растворов, содержащих молекулы высокомолекулярных соединений, в отличие от ультрафильтрации золей, называют молекулярной фильтрацией. Ультрафильтрацию можно рассматривать как диализ под давлением или как обратный осмос, если мембрана пропускает только молекулы растворителя. В последнем случае процесс часто называют гиперфильтрацией; при его осуществлении внешнее давление должно превышать осмотическое давление раствора.
Мембраны для ультрафильтров, обычно в виде пластин (листов) или цилиндрических патронов («свечей»), изготавливают из микропористых неорганических материалов, продуктов животного происхождения, но чаще из искусственных и синтетических полимеров (эфиров целлюлозы, полиамидов). Максимальный размер проходящих через мембрану частиц (молекул) лежит в пределах от нескольких мкм до сотых долей мкм. Разделяющая способность (селективность) мембран зависит от их структуры и физико-химических свойств, а также от давления, температуры, состава фильтруемой жидкости и прочих внешних факторов.
Ультрафильтрация как метод концентрирования, очистки и фракционирования высокодисперсных систем и многокомпонентных растворов применяется в лабораторной практике, медицине, промышленности. Посредством ультрафильтрации очищают от ионных и не ионных примесей воду, органические растворители, жидкие топлива и масла; разделяют сложные смеси белков, алкалоидов; выделяют ферменты, витамины, вирусы; стерилизуют жидкости медицинского и фармацевтического назначения. Ультрафильтрацию используют в дисперсионном анализе, микробиологическом анализе, при анализе загрязнений воздушных бассейнов и природных водоемов промышленными и бытовыми отходами.