MBR主要由生物反應器、膜組件和控制系統三部分組成。生物反應器是污染物被降解的場所，膜組件是MBR的核心部分，生活污水處理故障其種類不同決定著MBR性能的差異。MBR的主要類型如下：
1.1根據膜組件所起作用分類
根據膜組件所起作用不同，通常將MBR分為三種：固液分離MBR、膜曝氣MBR和萃取MBR。研究和應用現狀而言，固液分離MBR在污水處理中占絕對優勢。
1.2根據膜組件和生物反應器的相對位置分類，MBR可分為兩種基本型式：分置式和一體式。
(1)分體式MBR(或外置式)是研究最早的類型，膜組件與生物反應器分開設置，相對獨立運行，易于調節控制，而且膜組件置于反應器外，易于膜的清洗、更換及增設。為了減輕懸浮物在膜面的沉積，采取高速錯流過濾，動力消耗較高。分置式MBR比較適合處理難生物降解、高有機濃度以及有毒的污水，在工業廢水處理中應用較多。
(2)一體式MBR(或浸沒式)比較簡單，直接將膜組件置于生物反應器內，出水由泵吸出得到過濾液。一體式MBR利用曝氣形成的強烈攪拌作用來實現膜面的錯流效果，也有在一體式膜組件附近進行葉輪攪拌或靠膜組件自身旋轉來實現膜面錯流效應。一體式MBR的出現，大幅度降低了處理系統的能耗和占地面積。為減少膜面污染、延長運行周期，泵的抽吸是間斷運行的。一體式MBR在城市污水處理廠具有較強的競爭力。如果在生物反應器內加裝填料，就成為復合型
一體式MBR。該反應器中由于填料上附著生長著大量微生物，能夠保證系統具有較高的處理效果并有較強的抵抗沖擊負荷的能力，同時又不會使反應器內懸浮固體濃度過高而影響膜通量。
1.3按需氧方式分類
根據生物反應器中微生物生長需氧情況的不同分為好氧和厭氧兩大類。好氧MBR主要是針對城市污水和生活污水的處理；厭氧MBR主要是針對高濃度有機廢水的處理。厭氧過程可提高高濃度有機廢水的可生化性，改變難降解有機物的分子結構，利于后續好氧MBR處理，顯著提高有機物去除率。