يعتمد نظام التناضح العكسي ثلاثي المراحل على فصل متعدد المراحل باستخدام أغشية التناضح العكسي لتقليل نسبة المواد الصلبة الذائبة الكلية في المياه الخام بشكل مستمر. ويُستخدم عادةً في الحالات التي تتطلب مياه فائقة النقاء، حيث لا تستطيع أنظمة التناضح العكسي أحادية أو ثنائية المراحل تلبية متطلبات جودة المياه الصارمة.