De kernmilieufilosofie van MBR-membranen is "recycling van hulpbronnen, minimalisering van vervuiling en behandeling met hoge- efficiëntie en laag- verbruik." In wezen heeft het tot doel de algehele efficiëntie van de behandeling van watervoorraden en verontreinigende stoffen te verbeteren met technologische middelen, waardoor een duurzamere aanpak van het watermilieubeheer wordt bereikt.
MBR-technologie kan afvalwater diepgaand zuiveren, waardoor het afvalwater aan hoge waterkwaliteitsnormen voldoet, waardoor hergebruik van teruggewonnen water mogelijk wordt. Dit model vermindert de afhankelijkheid van zoetwaterbronnen en vervangt kraanwater in gemeentelijke groenvoorziening, industriële koeling en spoeltoepassingen, waardoor de waterschaarste effectief wordt verlicht.
MBR-systemen maken gebruik van membraanscheidingstechnologie om verontreinigende stoffen vrijwel volledig binnen het biologische reactiesysteem te houden, waardoor slibverlies of secundaire vervuilingsproblemen die gepaard gaan met traditionele processen worden vermeden. Tegelijkertijd vermindert het, dankzij de hoge zuiveringsefficiëntie en de stabiele effluentkwaliteit, de vervuilingsbelasting op natuurlijke waterlichamen aanzienlijk, wat bijdraagt aan een verbeterde watermilieukwaliteit.
Hoewel MBR-systemen een relatief hoog energieverbruik hebben, bieden ze aanzienlijke milieuvoordelen gedurende hun totale levenscyclus door de landbezetting te verminderen, de zuiveringsefficiëntie te verhogen en hergebruik van water mogelijk te maken. Bovendien kunnen MBR-systemen in combinatie met anaerobe processen een gedeeltelijke energieterugwinning (zoals biogas) realiseren, waardoor hun groene en koolstofarme kenmerken verder worden verbeterd.