① 直接观测技术通常使用的设备包括一个可以调整发射和反射光源的光学显微镜和与之连接的摄像机。
利用高分辨率摄像机可以清晰观察到直径大于1μm的污染颗粒。Chang等利用该技术研究了横向和轴向放置的中空纤维膜对酵母菌过滤行为的影响，揭示了曝气和纤维直径差别是导致过滤效果随纤维膜方向不同而产生差异的主要原因。除了利用光学显微镜直接观察外，借助于荧光、微流反应器、激光成像、光学折射和干涉等技术还可提高检测精度。
② 光学相干层析成像(OCT)技术基于低相干干涉原理，根据材料内部光学反射(散射)特性的空间变化，通过扫描可以重构出材料内部结构的二维或三维图像。
Gao等利用OCT技术在线观察了污染物在膜表面的动态沉积过程，进而量化了不同流体力学特性(流速和格网等)对污染物沉积的作用关系。特别是，由于分辨率高、穿透性强等特性，OCT技术广泛应用于膜表面生物污染的在线监测，借助于图像分析处理技术，不仅可以获得污染层体积、覆盖率等膜表面污染特征，而且可以得到污染层的内部结构。因此，OCT技术是有效的膜污染特性在线监测手段。
非光学技术非光学技术包括超声时域反射（UTDR）技术、X射线成像技术、小角中子散射（small angle neutron scattering ，SANS）技术、核磁共振成像技术、电化学阻抗谱（electrical impedance spectroscopy ，EIS）技术、流动电位技术等。
