采用滤过膜，这种膜上涂有厌水分子层，它能使油而非水通过。
油可以在这种表面平滑移动，而水则会形成水珠状。但是这种过滤器需要能量来强制材料通过它们，并且经过数小时之后，它们经常会发生堵塞现象。同时，水的密度更大，因此它会位于这种过滤器之上，这会使得油更难通过。目前该技术还处于实验阶段。
另一种方法是离心机分离法，它是利用离心力，分离液体油与液体水的混合物中各组分的机械，离心分离机主要用于将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开(例如油和水）。目前，主流的油水分离采用此类方法。
