Ultrafiltravimo membranų privalumus daugiausia atspindi jų didelis filtravimo tikslumas, stabilus veikimas, stiprus prisitaikymas ir gana patogi priežiūra, todėl jos plačiai naudojamos vandens valymui ir pramoniniam atskyrimui.
Ultrafiltracinės membranos paprastai turi porų dydį nuo nanometrų iki submikronų, efektyviai pašalindamos iš vandens suspenduotas kietąsias medžiagas, koloidus, bakterijas ir kai kurias dideles organines molekules, žymiai sumažindamos drumstumą ir stabilizuodamos vandens kokybę. Ši stabili fizinė sulaikymo galimybė suteikia jiems aiškų pranašumą geriamojo vandens valymo ir tikslaus filtravimo srityse.
Ultrafiltravimo sistemos paprastai veikia esant pastoviam slėgiui arba pastoviam srautui, kartu su atgaliniu plovimu ir oro{0}}plovimu vandeniu, kad būtų išvengta membranos užsiteršimo. Todėl visas darbas yra labai automatizuotas su minimaliu žmogaus įsikišimu, todėl tinka ilgalaikiam nepertraukiamam darbui. Be to, palyginti su tradiciniais filtravimo procesais, jiems reikia mažiau grindų ploto ir geriau integruoti sistemą.
Ultrafiltracija taip pat pasižymi dideliu atsparumu smūgio apkrovoms. Jis puikiai prisitaiko prie vandens kokybės pokyčių, išlaiko stabilų nuotekų kiekį net esant dideliems įtekančio vandens kokybės svyravimams, taip demonstruodamas stabilų veikimą komunalinio vandens tiekimo, pramoninio cirkuliacinio vandens ir pakartotinio nuotekų naudojimo sistemose.
Ultrafiltravimo membranos gali būti naudojamos kaip atskiri vandens valymo įrenginiai arba kartu su atvirkštinio osmoso, aktyvintos anglies filtravimo ar biologinio apdorojimo procesais, kad būtų naudojami kaip išankstinis arba pažangus apdorojimas. Šis lankstumas leidžia jiems atlikti lemiamą vaidmenį įvairiose vandens valymo sistemose.