采用化学结合法，物理吸附或静电吸引能将酶直接固定在膜上。在多相反应体系中，酶通常固定在膜亲水的一侧或膜内;但是对某些酶如脂酶，酶则固定在膜朝向疏水的一侧。催化反应产物应能在浓度梯度或压力差下通过扩散或传导通过膜微孔，这样就使反应体系中的产物不断得到分离。超滤(UF)膜，其孔径分布范围为1～100nm，分子量切割(NMWCO)为500～100000道尔顿，而酶的分子量范围是10000～100000道尔顿，采用合适的UF膜就能实现对酶分子的截留。生物催化是指在均相或非均相体系中由酶参与的将底物转变为产物的过程。膜式反应器通过膜的选择性透过作用在有外推动力的情况下实现目标成分从反应混合物中的分离。膜也能被用作固定化酶的载体。即在进行催化反映的同时，实现产品的分离浓缩，催化剂的回收再利用。近年来，在两相或多相生物催化反应体系中利用膜实现不同相间的隔离，提供相界面的反应接触区和界面催化酶。酶反应器成功进行连续操作的首要要求是将酶限制在一定区域内来同底物反应。酶通常以两种形式存在，可溶的或以不溶状态处在膜的表面或微孔中。