Un système d'osmose inverse (OI) à trois étages utilise une séparation membranaire à plusieurs étapes pour réduire en continu la teneur en matières dissoutes totales (TDS) de l'eau brute. Il est généralement utilisé lorsque l'eau ultra-pure est requise et que les systèmes d'OI à un ou deux étages ne permettent pas d'atteindre les exigences strictes de qualité.