Difuzinė membrana dar vadinama"atskyrimo membrana". Metalinė membrana su smulkia porėta struktūra. Mikroporos gali apriboti įprastą oro srautą ir leisti difuzijos srautui praeiti, todėl masės skirtumas gali būti naudojamas izotopų atskyrimui. Pavyzdžiui, kai dujų difuzijos metodu atskiriami urano izotopai, difuzinė membrana dažniausiai gaminama iš sukepinto nikelio (taip pat naudojama keramika arba politetrafluoretilenas).
Viename kvadratiniame centimetre membranos yra šimtai milijonų mikroporų, kurių skersmuo yra apie 0,01–0,03 mikrono. Jie turi atitikti atskyrimo proceso reikalavimus ir išlaikyti stabilumą, patikimumą ir tam tikrą mechaninį stiprumą karštose ir korozinėse urano heksafluorido proceso dujose. Jo kūrimas yra pagrindinis dujų difuzijos įrenginio techninis raktas.