يتم الحصول على التحلية الهجينة من خلال الجمع بين طرق إنتاج المياه الحرارية والغشائية. يوضح الشكل التالي عرضًا تخطيطيًا لمصنع هجين. نظرًا للاستخدام المتزامن لمزايا لنظامي RO والحراري في الطريقة الهجينة، في كثير من الحالات يأتي استخدام هذا المنتج كأولوية. سعة محطات تحلية المياه بالتناضح العكسي RO ومحطات تحلية المياه الحرارية (MED) تعتمد بشكل كامل على ظروف الموقع، واتجاه التغيرات في استهلاك الكهرباء والمياه، ومعامل استخدام الشبكة (إيفاد) لوحدة توليد الطاقة، ووجود أو عدم وجود شبكة لنقل المياه، وما إلى ذلك. يجب مراجعة الموقع بوضوح واتخاذ قرار بشأنه.

على الرغم من أنه في السنوات الأخيرة، تم توفير الكهرباء اللازمة لمحطات تحلية المياه الغشائية في البلاد من الشبكة الوطنية بسعر أقل بكثير من تكلفة الكهرباء (بما في ذلك تكاليف الوقود، وتكاليف تحويل الطاقة الكهربائية، وتكاليف نقل الكهرباء)، مع ذلك، ونظراً لنقص قدرة محطات توليد الطاقة في البلاد في مشاريع تحلية المياه واسعة النطاق، فإن توفير الكهرباء لمنشآت تحلية المياه مع بناء محطات توليد الطاقة بات أمراً ضرورياً. في هذه الحالة، يمكن النظر في طرق التوليد المتزامن (المشترك) للكهرباء والمياه وطرق التحلية بطريقة الهجين الحراري الغشائي.

من المشاكل التي تواجهها أجهزة التحلية الحرارية في المناطق المدارية والمعتدلة زيادة الاستهلاك في الصيف وانخفاض الاستهلاك في الشتاء. هذا بينما يظل الطلب على المياه ثابتاً تقريبًا. لذلك، من خلال تقليل حمل وحدة توليد الطاقة، سينخفض ​​ إنتاج محطات التحلية الحرارية (MED) أيضاً. كما تتواجد هذه الشروط عند مغادرة وحدة توليد الطاقة للقيام بعمليات الإصلاحات والفحص الدوري. لهذا السبب، فإن إنشاء محطة تحلية بالتناضح العكسي (RO) إلى جانب محطات التحلية الحرارية (MED) يمكن أن يزيد من مرونة إنتاج الماء والكهرباء.

ميزة أخرى للمصانع الهجينة هي تقليل تكاليف إنتاج المياه. كانت كمية المواد الصلبة الذائبة في الماء (TDS) الناتج عن طريقة التناضح العكسي (R.O) حوالي 300 إلى 500 جزء في المليون، في حين أن الماء المنتج بطريقة MED كان يحتوي على نسبة منخفضة جدًا من المواد الصلبة الذائبة (TDS)، (TDS < 10ppm). لذلك، فإن خلط مياه MED مع مياه إنتاج RO يقلل من الحاجة إلى حقن المواد المضافة (لتحويل مياه منتج MED إلى مياه الشرب) ويقلل من تكلفة إنتاج المياه. في هذا الصدد، إذا تم استخدام مصنع هجين، فيمكن النظر في استخدام تصميم مسار واحد (Single pass) في التناضح العكسي RO حيث يكون لإخراج التناضح العكسي أعلى المواد الصلبة الذائبة.

من خلال استغلال نظام التناضح العكسي (RO)، بمرور الوقت، يزداد إنتاج المواد الصلبة الذائبة (TDS) لمياه التناضح العكسي (RO). في المصانع الهجينة، ونظرًا للنقاء العالي للمياه التي تنتجها الطريقة الحرارية (MED)، فإن استبدال الأغشية يتطلّب وقتاَ أطول، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف التشغيل.

ميزة أخرى للطريقة الهجينة هي أن الماء المنتج وكذلك الماء المكثف (المحلول الملحي Brine) الناتج من الطريقة الحرارية، لهما درجة حرارة عالية نسبيًا ومن ناحية بيئية فهو يتطلب التبريد. نظرًا لأن الماء المنتج والماء المكثف بطريقة التناضح العكسي (RO) لهما درجة حرارة منخفضة، إذ تنخفض درجة الحرارة باختلاط المياه الناتجة من هاتين الطريقتين.

تجدر الإشارة إلى أن أحد العيوب الرئيسية لأنظمة التناضح العكسي (RO) هو التركيز العالي للماء المكثف. إعادة هذه المياه إلى البحر ستؤدي إلى مشاكل بيئية كبيرة، ولكن نظرًا لحقيقة أن المياه المكثفة (Brine) لأنظمة التدفئة لها تركيز منخفض، فإن الجمع بين هذين النظامين في المصانع الهجينة، يخلق جودة جيدة لـ الماء الناتج الذي يعود إلى البحر.