根據膜組件和生物反應器的組合方式，可將膜生物反應器分為一體式、復合式以及分置式三種基本類型。

1、一體式

把膜組件置于生物反應器內部。進水進入膜生物反應器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在外壓作用下由膜過濾出水。

這種形式的膜生物反應器由于省去了混合液循環系統，并且靠抽吸出水，能耗相對較低;占地較分置式更為緊湊，在污水處理領域受到了特別關注。但是一般膜通量相對較低，容易發生膜污染，膜污染后不容易清洗和更換。

1、復合式

形式上也屬于一體式膜生物反應器，所不同的是在生物反應器內加裝填料，從而形成復合式膜--生物反應器，改變了反應器的某些性狀。

2、分置式

把膜組件和生物反應器分開設置。生物反應器中的混合液經循環泵增壓后打至膜組件的過濾端，成為系統處理水;固形物、大分子物質等則被膜截留，隨濃縮液回流到生物反應器內。

分置式膜生物反應器的特點是運行穩定可靠，易于膜的清洗、更換及增設;而且膜通量普遍較大。為減少污染物在膜表面的沉積，延長膜的清洗周期，在一般條件下需要用循環泵提供較高的膜面錯流流速，動力費用高，并且泵的高速旋轉產生的剪切力會使某些微生物菌體產生失活現象。