利用半透膜使胶体跟其中所含杂质（分子或离子）分离，叫做渗析。半透膜一般是动物的膀胱膜、肠衣、羊皮纸等。现在多用人工合成膜，如有不同膜孔的硝化纤维膜和醋酸纤维膜，微孔直径从几微米到零点几微米不等。溶胶中的小分子和离子能自由地通过半透膜的微孔，而直径较大的胶体粒子却不能通过半透膜的微孔。用各种方法制得的溶胶往往含有很多电解质（杂质或反应产物），其中只有一部分电解质跟胶体吸附的离子保持平衡。其余过量电解质的存在，会影响胶体的稳定性。1861年，格雷姆（Thomas Graham，1805—1869）首先采用半透膜法纯化溶胶。溶胶中的小分子和离子能自由通过半透膜向溶剂中扩散，从而除去电解质。这种方法的缺点是一部分溶剂会进入溶胶，使它变稀，因此必须经常更换溶剂，才能使渗析进行彻底。为了提高渗析的效率，现在发展有电渗析和超过滤。在电场作用下渗析，加速从溶胶中除去电解质。在加压下渗析，可使固液分离，所得滤饼（溶胶）可立即分散在水中又变成溶胶。渗析可用于胶体的精制和核酸、蛋白质等高分子化合物的提纯。