地球表面有2/3的面積被水覆蓋著，水的總量約為1.36x1018立方米，但水儲量的97％都是不能飲用的海水和苦鹹水，只有約2.53%可以飲用的淡水。淡水又主要以冰川和深層地下水的形式存在，難以開發。能夠輕易獲取的河流和湖泊中的淡水僅佔世界總淡水的0.3%。
世界氣象組織早於1996年指出：缺水是全世界城市面臨的首要問題，估計到2050年，全球有46％的城市人口缺水。對於水資源稀少的地區來說，水早已不僅僅是生活資源那麼簡單，而是作為戰略資源被爭奪。由於水資源的稀有性，水戰爭爆發的可能性越來越高，甚至在中東地區，圍繞水的戰爭已經進行了上千年。
隨著淡水資源的日益緊張，將地球上豐富的海水和苦鹹水淡化，以補充缺乏的淡水資源就成了必選項。包括我國在內，也在大力推進海水淡化項目的落地。
目前，全世界有一百二十多個國家和地區採用海水或苦鹹水淡化技術取得淡水。其中最普及的要屬中東地區如沙特、阿聯、科威特等地，有的國家海水淡化水佔到了淡水用量的80%以上，並且利比亞已經開始考慮用核能淡化海水。
海水淡化廠
而沙烏地阿拉伯的海水淡化廠佔全球海水淡化總量的24%。阿拉伯聯合大公國的傑貝勒阿里海水淡化廠第二期是全球最大的海水淡化廠，每年可產生3億立方米淡水。國內目前的海水淡化項目也有超過100個，淡水產量超過了100萬噸/日。
雖然看起來海上淡化技術已經解決了很多問題，而且全球海水淡化總量的其中80％用於飲用水，解決了1億多人的供水問題，即世界上1／50的人口靠海水淡化提供飲用水。
但實際上，因為海水淡化的成本相對於地表水的淨化成本來說還是要高很多，就國內而言，淡化成本約為每噸6 7元，遠高於城市居民用水價格，所以在國內目前發展比較緩慢；而對中東石油富集而淡水嚴重匱乏的國家來說，海水淡化卻是唯一的救命稻草。
海水淡化廠
海水淡化技術目前的主流的技術包括熱法（蒸餾）和膜法（反滲透）。
蒸餾法：蒸餾法雖然是一種古老的方法，但由於技術不斷地改進與發展，該方法至今仍佔統治地位。蒸餾淡化過程的實質就是水蒸氣的形成過程。
反滲透法：就是利用滲透的方法來從海水中提取出純淨的飲用水。通常又稱超過濾法，是1953年才開始採用的一種膜分離淡化法。
1748年，萊諾對滲透現象進行了研究，並首次作了實驗記錄，發現用膀胱把水和酒精隔開後，水可以通過膀胱進入酒精，但酒精不能進入水。這類某種溶劑通過半透膜從低濃度到高濃度轉移的現象就叫滲透。而半透膜是一種對透過物質有選擇性的薄膜，如上文的膀胱。
半透膜
該方法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質透過的半透膜，將海水與淡水分隔開的。在通常情況下，淡水通過半透膜擴散到海水一側，從而使海水一側的液面逐漸升高，直至一定的高度才停止，這個過程為滲透。此時，海水一側高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對海水一側施加一大於海水滲透壓的外壓，那麼海水中的純水將反滲透到淡水中。反滲透法的最大優點是節能。它的能耗僅為電滲析法的1/2，蒸餾法的1/40。因此，從1974年起，美日等發達國家先後把發展重心轉向反滲透法。
3D半透膜
目前，美國科學家已經找到一種方法使滲透膜的效率提高30%~40%。研究表明，膜密度的均勻性比它的薄厚更重要。科學家們使用了一種多模式電子顯微鏡技術，將化學成分分析與納米層3D製圖相結合，以模擬如何有效淨化水。實驗表明，均勻分配膜的密度，可以以更少的成本淨化更多的水。所能提升的30%～40%的效率將大幅度降低海水淨化成本，緩解淡水資源短缺的壓力。
最後
由於地球的水循環，我們不必擔心淡水資源消失。但隨著人口的增加，對淡水的需求愈發旺盛，再加上環境的惡化，地球淨水能力下降，人類對水的缺乏看似不可避免，並且人類也並未停止對水的汙染。
據《科學》雜誌評估，僅2016年全球產生的塑料垃圾中就有1900萬至2300萬噸（11%）進入了水生生態系統。全球人均每周攝入約2000顆微塑料顆粒，總重量為5克，相當於每周吃下一張信用卡。其中，最大的攝取來源是飲用水，甚至嬰兒的胎盤都發現了微塑料。
面對疲憊不堪的地球，要想真正解決水資源缺乏的問題，與其提升淨水能力，減少對水的汙染才是關鍵。