Màng khuếch tán còn được gọi là" màng tách" ;. Một màng kim loại có cấu trúc xốp mịn. Các vi hạt có thể hạn chế luồng không khí thông thường và cho phép luồng khuếch tán đi qua, do đó, sự chênh lệch khối lượng có thể được sử dụng để tách đồng vị. Ví dụ, khi phương pháp khuếch tán khí tách các đồng vị uranium, màng khuếch tán chủ yếu được làm bằng niken nung kết (gốm hoặc polytetrafluoroethylene cũng được sử dụng).
Có hàng trăm triệu vi hạt trên mỗi cm vuông của màng, với đường kính khoảng 0,01-0,03 micron. Chúng phải đáp ứng các yêu cầu của quá trình phân tách, đồng thời vẫn duy trì độ ổn định, độ tin cậy và độ bền cơ học nhất định trong khí quá trình uranium hexafluoride nóng và ăn mòn. Sự phát triển của nó là chìa khóa kỹ thuật chính của nhà máy khuếch tán khí.