1976年中科院沙漠研究所苦水淡化研究室研制出了我国第一台反渗透淡化器；1979年以沙漠研究所苦水淡化研究室为基础建立了我国第一个膜科学技术专业研究所-甘肃省科学院苦咸水淡化研究所；1984年甘肃省科学院苦咸水淡化研究所更名为甘肃省膜科学技术研究所；1996年更名为甘肃省膜科学技术研究院，是隶属于甘肃省科技厅的省属重点科研院所和高新技术企业。

1981年建立了我国第一个苦咸水淡化试验场；1984年在甘肃省科学院苦咸水淡化研究所建立了我国第一个膜开发基地并成立了甘肃省微孔膜科技开发公司；1986年国家计委在甘肃省膜科学技术研究院建立了中国·兰州膜研究实验基地，同年作为中方执行单位完成了中国-澳大利亚两国政府间合作项目《水脱盐项目》。

甘肃省膜科学技术研究院现为中国膜工业协会理事单位、中国海水淡化与水再利用学会常务理事单位、中国水利企业协会脱盐分会理事单位，甘肃省环境保护产业协会理事单位，兰州交通大学硕士研究生联合培养基地；2006年获评为甘肃省重点科研院所能力建设单位，2009年组建甘肃省膜分离技术创新团队，同年成立甘肃省膜分离技术工程中心、甘肃省膜分离工程技术研究中心，2012年成立甘肃省水处理技术生产力促进中心、甘肃省农村饮水安全化工程研究中心。现建有约10000平方米的办公、实验综合楼及2000平方米中试生产车间。

甘肃省膜科学技术研究院致力于膜分离技术研究开发，在反渗透、纳滤、超滤、填充式电渗析、空气除菌过滤等膜制备和膜分离技术开发方面取得多项先进、成熟的研究成果，已累计完成科研项目50余项，发表各类科技论文120余篇。

建院三十年来，膜科院在科技成果转化方面取得较好的成绩，在海水、苦咸水淡化，电子、电力、冶金、石油化工、医药、食品饮料等行业的纯水、超纯水制备，工业废水、电镀废水、乳品废水、屠宰废水、医院污水等深度处理回用、生活污水深度处理回用、循环冷却水处理、地表水地下水处理及相关自动化控制等领域承揽并实施260余项工程。2009年，投资建设年产35万平方米复合隔膜袋生产线一条。已初步形成了集研究、设计、生产、销售、服务为一体的开发经营体系。