Ultrafiltratsioon (UF) on mikrofiltrimise ja nanofiltratsiooni vaheline membraanide eraldamise tehnoloogia, mille keskmine pooride suurus on 3–100 nm. See toimib lahuste puhastamiseks, eraldamiseks ja kontsentreerimiseks. Selle kinnipidamismehhanism hõlmab peamiselt membraani sõelumisefekti ja elektrostaatilist toimet. Filtrikeskkond on ultrafiltreerimismembraan; membraani läbiva rõhuerinevuse tõttu pääsevad läbi ainult madala molekulmassiga lahustunud ained ja vesi, saavutades seeläbi puhastamise, eraldamise ja kontsentreerimise. UF-il on lai valik rakendusi. Varaseimad kasutatud UF-membraanid olid looduslikud loomaorganite membraanid. Esialgu jäi UF eksperimentaalseks valdkonnaks ja ei näinud märkimisväärset arengut kuni 1970. aastatel, mil see jõudis kiire tööstusliku rakendamise faasi.
Praegu (2018) on UF membraanimaterjalid tselluloosatsetaadist (CA) laienenud polüstüreenile (PS), polüvinülideenfluoriidile (PVDF), polükarbonaadile (PC), polüakrüülnitriilile (PAN), polüeetersulfoonile (PES) ja nailonile (PA), kusjuures molekulmassi piirväärtus on suurenenud 10³-lt 10³-le. Kuna ultrafiltreerimisel on lihtsad seadmed, väike jalajälg, muutumatu faas, madal töörõhk, madal materjalivajadus ja lihtsad seadmed, on selle rakendusala kiiresti laienenud uurimisvaldkonnast praktiliste kasutusvaldkondadeni, nagu elektroonika, farmaatsiatooted, elektroforeetiline värv, joogid, toidukemikaalid, meditsiiniline puhastus ning reoveepuhastus ja ringlussevõtt.