膜分离有机蒸气回收系统是通过溶解-扩散机理来实现分离的。有机气体分子与膜接触后，在膜的表面溶解，进而在膜两侧表面就会产生一个浓度梯度，因为不同气体分子通过致密膜的溶解扩散速度有所不同，使得气体分子由膜内向膜另一侧扩散，最后从膜的另一侧表面解吸，最终达到分离目的，实现有机物的回收或去除。
相对于其他的传统分离方法，如热破坏法、吸附（活性炭、多孔树脂）、氧化法、生物处理、冷凝回收、液体吸收等，有机物优先透过的渗透汽化膜过程，具有安全、效率高、能耗低、无二次污染、环境友好、设备流程简单（易放大）、可连续操作等优势。
工艺流程：VOC原料气通过风机/压缩机输送至冷凝器（除水/高难度有机物），然后进入膜组件（具体膜组件连接方式视实际工艺情况设计），原料气中的有机物扩散并在膜表面溶解渗透，在渗透侧冷凝回收。
