Celulozno acetatne membrane so filmske plasti estra, sestavljene iz celuloze rastlinskih vlaken in različnega števila acetilnih skupin. Takšne membrane omogočajo prehajanje vode, hkrati pa preprečujejo, da bi soli pronicale vanje, zato se uporabljajo pri postopkih hladne sterilizacije in ultrafiltracije. Celuloza je veriga povezanih molekul glukoze, acetilne skupine pa so majhne strukture molekul ogljika, vodika in kisika. Te membrane so opisane kot asimetrične, ker imajo na svoji površini gosto kožo z bolj porozno plastjo pod njimi. Tako koža kot podpora sta sestavljeni iz kemično enakega celuloznega acetata, čeprav sta njihova zunanja struktura in videz drugačna.
Na splošno so celulozno acetatne membrane sestavljene iz polimera vlaknaste celuloze, pri čemer je vsaka molekula celuloze vezana na dve ali tri acetilne skupine iz vira, kot je ocetna kislina. Te membrane imajo lahko samo diacetilne ali triacetilne skupine, vezane na celulozo, ali pa imajo mešanico obeh. Ko se celuloza in ocetna kislina združita skupaj s katalizatorjem, kot je žveplova kislina, nastali film nato postavimo v vodno kopel, ki spere odvečno ocetno kislino in ustvari asimetrične plasti v membrani. Čeprav so celulozno acetatne membrane poceni za proizvodnjo in lahko zlahka filtrirajo klorirano vodo, so za razliko od drugih vrst membran omejene v svoji sposobnosti, da prenesejo ekstremno močne ravni vodika (pH).
Poleg učinkovitega filtriranja soli celulozno acetatne membrane ne vežejo zlahka organskih molekul in so precej močne, zato so odlična izbira za filtriranje organskih spojin, kot so beljakovine in encimi v laboratoriju. Zaradi trdnosti teh membran so uporabne za zadrževanje beljakovin za predelavo med poskusi ali procesi, pri katerih je treba te substrate pridobiti, zato se uporabljajo kot izdelki za analizo hrane in izdelki za spremljanje okolja. Lastnosti celuloznih acetatnih membran so lahko omejujoče pri laboratorijskih tehnikah, ki zahtevajo slikanje, ker porozna spodnja stran celuloznega acetata ponavadi absorbira tekočine in postane prozorna. To pomeni, da je lahko težko določiti, kako dobro se te membrane oprimejo drugih površin ali substratov, kot so beljakovine.
Prosojnost in trdnost celulozno acetatnih membran sta dve lastnosti, ki sta privedli do njihove uporabe kot filma v 1930. letih prejšnjega stoletja. Te membrane pa se nagibajo k razgradnji, ko so izpostavljene kislinam ali ekstremni vročini, kar vodi do neuporabnega filma. Iz tega razloga celulozni acetat ni več običajna filmska komponenta, vendar se je še naprej uporabljal pri ultrafiltraciji.