Difuziona membrana se također naziva"razdvojna membrana". Metalna membrana sa finom poroznom strukturom. Mikropore mogu ograničiti običan protok zraka i omogućiti protok difuzije da prođe, tako da se razlika mase može koristiti za odvajanje izotopa. Na primjer, kada se metodom gasne difuzije odvajaju izotopi uranijuma, difuzijska membrana je uglavnom napravljena od sinterovanog nikla (koristi se i keramika ili politetrafluoroetilen).
Postoje stotine miliona mikropora po kvadratnom centimetru membrane, prečnika od oko 0,01-0,03 mikrona. Moraju ispunjavati zahtjeve procesa separacije, a i dalje održavati stabilnost, pouzdanost i određenu mehaničku čvrstoću u vrućem i korozivnom procesnom plinu uranijum heksafluorida. Njegov razvoj je glavni tehnički ključ postrojenja za difuziju gasa.