膜法空气除湿主要基于溶解一扩散机理，首先水蒸汽与膜接触，接着被膜表面吸收，从而在膜两侧表面产生浓度梯度，使水分子在膜内向前扩散，到达膜的另一侧被解吸出来，从而达到除湿的目。
   要使水蒸气透过膜，必须在膜的两端产生一个浓度差，这种浓度差既可由膜两端压力差造成，又可由膜两端温度差造成，或者是由温度和压力共同作用产生。目前膜空气除湿基本都是以膜两边的水蒸气分压差作为驱动势，因此为了强化除湿，应尽量增大膜两侧水蒸气的压力差，使水蒸汽分子透过有机膜，从而达到除湿的目的。但由于膜材料的亲水性，水分子在高分子膜的渗透侧很容易形成积聚，使得渗透侧的水蒸气分压达到进气侧的压力，这时，水分子在高分子膜中溶解一扩散的驱动力就会消失，水分子的渗透速率降低，从而导致膜的脱湿性能下降，这就是所谓的浓差极化。解决方法有以下几种：压缩法、真空法、吹扫气法及膜／除湿剂混合系统。