ออสโมซิสผันกลับ (reverse osmosis) หรือออสโมซิสย้อนกลับ เป็นการกรองด้วยเยื่อ (membrane filtration) แบบหนึ่ง โดยการให้ความดันที่สูงกว่าความดันออสโมติก (osmotic pressure) ทำให้โมเลกุลของน้ำเคลื่อนที่จากจากสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงกว่า ผ่านเยื่อกึ่งซึมผ่านได้ (semi permeable membrane) ไปยังสารละลายที่เจือจางกว่า ซึ่งเป็นกระบวนการที่ย้อนกลับของกระบวนการออสโมซิส (osmosis) ตามธรรมชาติ ซึ่งโมเลกุลของน้ำจะเคลื่อนที่ผ่านเยื่อจากความเข้มข้นน้อยกว่าไปยังสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงกว่า

ออสโมซซิสแบบผันกลับ ใช้เพื่อแยกไอออน ตัวถูกละลาย สารประกอบ เช่น กรองน้ำทะเลได้เป็นน้ำจืด