A membránszeparációs rendszer tervezésekor, a membrán és az üzemeltetési paraméterek kiválasztásakor – a fentiekben meghatározott cél mentén – a kiinduló gázelegy összetételét is érdemes mindenképpen figyelembe venni. Ha várhatólag nagy különbség lesz a két fő komponens koncentrációjában (például 90–10% – itt mindig térfogatszázalékot értünk), akkor – amennyiben rendelkezésre áll megfelelő membrán – a kisebbet célszerű a permeátumba átkényszeríteni, vagyis a kisebb koncentrációban jelen levő komponensre szelektív membránt kellene választani, ha lehetséges.

A szeparáció során a gázelegynek a membránmodulba történő adott nyomáson, adott térfogatárammal való bevezetésével az elegy egy része a kisebb nyomású szekunder oldalra fog átjutni a membránon keresztül, a maradék pedig retentátumként (és magasabb nyomását megőrizve) marad a primer oldalon. A kiinduló betáplált gázáram mind nyomásában, mind térfogatáramában, mind összetételében változni fog annak függvényében, hogy milyen üzemeltetési körülményeket (például nyomásviszonyok, térfogatáramok, illetve ezek aránya) állítottunk be. Könnyen belátható, hogy a tiszta gázokkal történő membránteszteléshez képest a gázelegyek szeparációja sokkalta bonyolultabb feladat, számos változóval kell számolnunk, amelyek nem függetlenek egymástól. S ha az összetételt is követni szeretnénk, analitikai módszert (többnyire gázkromatográfot) is be kell állítanunk, amihez mintákat kell tudnunk venni, akár nyomás alatti rendszerből is.