Pórusmentes membránok használata során a gázoknak a permszelektív gáton keresztüli áramlása alapvetően ún. oldódásos-diffúziós mechanizmus szerint megy végbe (Mulder, 1996). Ennek első lépéseként a gázmolekula a betáplálási oldalon megkötődik és beoldódik a membrán anyagának felületén, majd diffúzióval a membrán permeátumoldalára vándorol, ahol deszorbeálódik. Ilyen membránok esetén az elválasztás alapját a gázok membránanyagában való oldhatóságának és diffúziós sebességének különbsége szolgáltatja; a diffúzió hajtóereje a membrán két oldala között fennálló koncentrációkülönbség (Mulder, 1996; Noble, 1995; Bélafiné, 2002).