在热消毒过程中，普通的反渗透膜会发生退水现象，复合膜的基膜和复合膜都会发生一定范围分子链排列构型的变化（结晶度的提高）。变化的结果是膜的产水量下降，脱盐率升高，类似于早期醋酸纤维膜的热处理。美国海德能公司近期推出的热消毒膜元件在粘结剂的选择及粘结工艺方面也作了特殊处理，能够保证在温度变化时膜元件各部分的膨胀或收缩的整体一致性，膜元件不会发生开裂和变形。

热消毒工艺过程：

1. 排放冲冼：排出系统中工作溶液，用反渗透产水对系统进行低压冲洗。
2. 低压循环：保持系统操作压力小于25PSI，用约45℃的反渗透水循环保45分钟。
3. 升温：在必要时将系统温度升高到85℃，升温速度不要超过每分钟4℃。
4. 保温：保温30分钟便可达到系统*消毒。
5. 冷却：降低速度不要超过每分钟7℃。
6. 系统冲洗：用反渗透产水冲洗系统。

由于热消毒对反渗透膜及水处理系统中各元气件、供水管路都有严格的要求；其运行成本势必增中。同时，热消毒过程控制较复杂，尤其是温度控制方面难于实现。 

目前，因为热消毒膜还没有被广泛采用，所以热消毒只局限于供水管路方面。德国劳尔公司在加热升温系统设计采用了在线过流式加热系统，实现了对供水管路的热消毒，但价格十分昂贵。