با تلفیق روش‌های تولید آب حرارتی و غشایی، آب‌شیرین‌کن  هیبریدی حاصل می‌شود. شکل زیر نمایی شماتیک از پلنت هیبریدی را نشان می‌دهد. با توجه به استفاده همزمان از مزایای سیستم‌های R.O و حرارتی در روش هیبریدی، در بسیاری موارد استفاده از این محصول در اولویت است. نسبت ظرفیت آب‌شیرین‌کن‌های RO و آب‌شیرین‌کن‌های حرارتی (MED)، کاملا وابسته به شرایط ساختگاه، روند تغییرات مصرف برق و آب، ضریب بهره‌برداریِ شبکه (دیسپاچینگ) از واحد تولید برق، وجود یا عدم وجود شبکه انتقال آب و … دارد و برای هر ساختگاه باید به طور مشخص بررسی و تصمیم‌گیری شود.
اگر چه در سال‌های اخیر،  برق مورد نیاز آب‌شیرین‌کن‌های غشایی در کشور از شبکه سراسری و با قیمتی بسیار کمتر از هزینه تمام شده برق (شامل هزینه‌های سوخت، هزینه تبدیل انرژی الکتریکی و هزینه‌های انتقال برق) تأمین شده است، ولی با توجه به کمبود ظرفیت نیروگاه‌های کشور، در طرح‌های بزرگ آب‌شیرین‌کن تأمین برق تاسیسات نمک‌زدایی با احداث نیروگاه ضروری به نظر می‌رسد. در این حالت روش‌های تولید همزمان برق و آب و روش‌های نمک‌زدایی به روش هیبرید حرارتی غشایی می‌تواند مورد توجه قرار گیرد.
 یکی از مسائلی که آب‌شیرین‌کن¬های حرارتی در مناطق گرمسیر و معتدل با آن روبه‌رو می‌شوند بالا رفتن مصرف در تابستان و کاهش مصرف در فصل زمستان است. این درحالی است که تقاضا برای آب تقریبا ثابت می‌ماند. لذا با کاهش بار واحد تولید برق، تولید آب‌شیرین‌کن‌های حرارتی (MED) نیز کاهش می‌یابد. این شرایط در زمان خروج واحد تولید برق برای انجام بازدیدهای دوره‌ای و تعمیرات نیز وجود دارد. به همین دلیل احداث یک مجموعه آب‌شیرین‌کن اسمز معکوس (RO) در کنار آب‌شیرین‌کن‌های حرارتی (MED)، می‌تواند انعطاف تولید آب و برق را افزایش دهد.


یکی دیگر از مزایای پلنت‌های هیبریدی، کاهش هزینه‌های تولید آب است. میزان TDS، آب تولیدی از روش RO در حدود ppm 300 تا 500 بوده است، در حالی که آب حاصل از روش MED، TDS بسیار پایینی دارد (TDS < 10ppm). لذا اختلاط آب تولیدی از روش MED با آب تولیدی RO، نیاز به تزریق افزودنی‌ها (جهت تبدیل آب محصول MED به آب شرب) را کاهش داده و منجر به کاهش هزینه تولید آب می‌شود. در همین راستا، در صورت استفاده از پلنت هیبریدی، استفاده از طرح Single pass در RO که در آن خروجی RO دارای TDS بیشتری باشد، قابل بررسی است.
با بهره‌برداری از سیستم RO، به مرور زمان TDS آب تولیدی RO افزایش می‌یابد. در پلنت‌های هیبریدی با توجه به خلوص بالای آب محصول روش حرارتی (MED)، فاصله زمانی جایگزینی ممبرین‌ها در زمان طولانی‌تری انجام می‌شود که این روند کاهش هزینه‌های بهره‌برداری را به دنبال دارد.
همچنین از دیگر مزایای روش هیبریدی این است که عموما آب محصول و همچنین آب تغلیظ شده (Brine) حاصل از روش حرارتی، دمای نسبتا بالایی دارد و از لحاظ محیط زیستی نیازمند خنک‌کاری است. از آنجا که آب محصول و تغلیظ شده روش RO دمایی پایین‌تر دارد، با اختلاط آب این دو روش، دما کاهش می‌یابد.
شایان ذکر است، یکی از معایب مهم سیستم‌های RO غلظت بالای آب تغلیظ شده است. برگرداندن این آب به دریا در حجم بالا مشکلات زیست محیطی به دنبال خواهد داشت، اما با توجه به اینکه آب تغلیظ شده (Brine) سیستم‌های حرارتی غلظت پایینی دارد، در پلنت‌های هیبریدی ترکیب این دو سیستم کیفیت مناسبی برای آب خروجی که به دریا بر‌می‌گردد ایجاد می‌کند.