Difúzna membrána sa tiež nazýva"separačná membrána". Kovová membrána s jemnou poréznou štruktúrou. Mikropóry môžu obmedziť bežný prúd vzduchu a umožniť prechod difúzneho prúdu, takže hmotnostný rozdiel možno použiť na izotopovú separáciu. Napríklad, keď sa metódou difúzie plynu oddeľujú izotopy uránu, difúzna membrána je väčšinou vyrobená zo spekaného niklu (používa sa aj keramika alebo polytetrafluóretylén).
Na štvorcový centimeter membrány sú stovky miliónov mikropórov s priemerom asi 0,01-0,03 mikrónu. Musia spĺňať požiadavky separačného procesu a stále si udržiavať stabilitu, spoľahlivosť a určitú mechanickú pevnosť v horúcom a korozívnom procesnom plyne hexafluoridu uránu. Jeho vývoj je hlavným technickým kľúčom závodu na difúziu plynu.