כמרכיב ליבה של טכנולוגיית הפרדת הממברנה, העיצוב המבני של קרום הפצע הספירלי קובע ישירות את יעילות ההפרדה, יציבות תפעולית ויכולת הסתגלות ליישום. באמצעות השילוב המדויק של חומרים פונקציונליים מרובים ותהליך הסלילה, ממברנות מפותלות ספיראליות ממקסמות את שטח הממברנה האפקטיבי ליחידת נפח תוך בניית תעלות נוזל מסודרות, מה שהופך אותה לתצורה המועדפת להפרדה תעשייתית בקנה מידה-.
מבחינה מבנית, קרום פצע ספירלי מורכב בעיקר מארבעה חלקים: קרום ההפרדה, שכבת התמיכה, רשת מנחה הזרימה וצינור איסוף המים המרכזי. קרום ההפרדה הוא שכבת הליבה התפקודית. בהתאם לדרישות ההפרדה, ניתן לבחור חומרים וגדלים שונים של נקבוביות, כגון אוסמוזה הפוכה, ננו סינון ואולטרה סינון, כדי לשמור באופן סלקטיבי על חומרי מטרה. שכבת התמיכה, העשויה בדרך כלל מחומרים פולימריים נקבוביים, נצמדת קרוב למשטח הממברנה, משפרת חוזק מכני, מונעת עיוות דחיסה של הממברנה ומבטיחה לחץ אחיד על פני הממברנה. רשת מנחה- זרימה, הממוקמת בין שכבות ממברנות סמוכות, מנחה את זרימת נוזל הזנה עם מבנה רשת, מפחיתה את קיטוב הריכוז על ידי הגברת המערבולת ומניעת הצטברות מזהמים מקומית. צינור איסוף המים המרכזי עובר בליבת המכלול, אוסף ומפרק את החדיר דרך הממברנה. הנקבוביות והפיזור שלו חייבים להתאים לאזור הממברנה כדי להבטיח פיזור הידראולי אחיד.
במהלך ההרכבה, החומרים הנ"ל מוערמים לסירוגין ברצף "ממברנה-ממברנה-ממברנה, בסופו של דבר מלופפים בספירלה לתוך מכלול גלילי לאורך הצינור המרכזי. היגיון מתפתל זה מאפשר לנוזל ההזנה לחדור בצורה רדיאלית דרך שכבות ממברנה מרובות בלחץ, בעוד שהחלחל מחלחל דרך פני הממברנה אל מרווחי הרשת ולבסוף זורם אל הצינור המרכזי. התרכיז נפרק בצורה צירית לאורך תעלות הרשת, ויוצר מצב סינון זרימה צלב- מתמשך. בתכנון מבני, העובי, הנקבוביות והמתח המתפתל של המפריד דורשים שליטה מדויקת- רשת צפופה מדי מגבירה את התנגדות הזרימה, בעוד שרשת דלילה מדי מחלישה את אפקט ההפרעה; אטימות המתפתלים משפיעה ישירות על שטוחות פני הממברנה וביצועי האיטום, וסטיות בכל היבט עלולות להוביל לירידה בביצועים.
המבנה המדויק הזה של "ריבוד פונקציונלי-הנחיית נוזלים-איסוף משולב" הוא המאפשר לממברנות פצע ספירלי להשיג-נוזליות גבוהה, יעילות הפרדת אנרגיה- נמוכה בתוך שטח מוגבל, וגם מספק את הבסיס המבני לפעולה יציבה-לטווח ארוך שלהם.
