لطالما كانت تحلية مياه البحر حلمًا راود البشر لمئات السنين، وراجت قصص وأساطير عن إزالة الملح من مياه البحر في العصور القديمة. بدأ تطبيق تقنية تحلية مياه البحر على نطاق واسع في منطقة الشرق الأوسط القاحلة، ولكنه لم يقتصر عليها. فنظرًا لأن أكثر من 70% من سكان العالم يقطنون ضمن نطاق 120 كيلومترًا من المحيط، فقد طُبّقت تقنية تحلية مياه البحر بسرعة في العديد من البلدان والمناطق خارج الشرق الأوسط خلال العشرين عامًا الماضية.

لم يبدأ الناس ببذل الجهود لاستخراج المياه العذبة من مياه البحر إلا في القرن السادس عشر. في ذلك الوقت، استخدم المستكشفون الأوروبيون مدفأة السفن لغلي مياه البحر لإنتاج المياه العذبة خلال رحلاتهم الطويلة. يُعد تسخين مياه البحر لإنتاج بخار الماء، وتبريدها وتكثيفها للحصول على مياه نقية، تجربة يومية، وبداية تقنية تحلية مياه البحر.

لم تتطور تحلية مياه البحر الحديثة إلا بعد الحرب العالمية الثانية. بعد الحرب، وبفضل التطور السريع للنفط من قبل رأس المال الدولي في الشرق الأوسط، شهد اقتصاد المنطقة نموًا سريعًا وتزايد عدد سكانها بشكل ملحوظ. واستمر الطلب على موارد المياه العذبة في هذه المنطقة القاحلة في التزايد يومًا بعد يوم. وقد جعل الموقع الجغرافي المتميز والظروف المناخية المتميزة للشرق الأوسط، إلى جانب موارد الطاقة الوفيرة، تحلية مياه البحر خيارًا عمليًا لحل مشكلة نقص موارد المياه العذبة في المنطقة، مما أدى إلى زيادة الحاجة إلى معدات تحلية مياه البحر واسعة النطاق.

منذ خمسينيات القرن الماضي، تسارعت وتيرة تطور تكنولوجيا تحلية مياه البحر مع تفاقم أزمة الموارد المائية. ومن بين أكثر من 20 تقنية تحلية طُوّرت، وصلت تقنيات التقطير، والتحليل الكهربائي، والتناضح العكسي إلى مستوى الإنتاج الصناعي، وتُستخدم على نطاق واسع حول العالم.

في أوائل ستينيات القرن العشرين، ظهرت تكنولوجيا تحلية مياه البحر بالتبخير الفوري متعدد المراحل، ودخلت صناعة تحلية مياه البحر الحديثة عصرًا سريع التطور.

هناك أكثر من 20 تقنية عالمية لتحلية مياه البحر، بما في ذلك التناضح العكسي، وكفاءة متعددة منخفضة، والتبخير الفوري متعدد المراحل، والتحليل الكهربائي، والتقطير بالبخار المضغوط، وتبخير نقطة الندى، وتوليد الطاقة الكهرومائية المشترك، وتوليد الطاقة الحرارية الساخنة، واستخدام الطاقة النووية، والطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، وطاقة المد والجزر، بالإضافة إلى عمليات المعالجة المسبقة واللاحقة المتعددة مثل الترشيح الدقيق، والترشيح الفائق، والترشيح النانوي.

من منظور التصنيف الواسع، يمكن تقسيمها بشكل رئيسي إلى فئتين: التقطير (الطريقة الحرارية) وطريقة الغشاء. من بينها، التقطير منخفض التأثير متعدد التأثيرات، والتبخير السريع متعدد المراحل، وطريقة غشاء التناضح العكسي، وهي التقنيات السائدة عالميًا. بشكل عام، تتميز طريقة غشاء التناضح العكسي بمزايا توفير الطاقة، وانخفاض متطلبات المعالجة المسبقة لمياه البحر، وجودة عالية لمياه التحلية؛ تتميز طريقة غشاء التناضح العكسي بمزايا الاستثمار المنخفض وانخفاض استهلاك الطاقة، ولكنها تتطلب متطلبات عالية للمعالجة المسبقة لمياه البحر؛ تتميز طريقة التبخير السريع متعدد المراحل بمزايا مثل التكنولوجيا الناضجة، والتشغيل الموثوق، وإنتاج الجهاز الكبير، ولكنها تتطلب استهلاكًا عاليًا للطاقة. يُعتقد عمومًا أن طرق التقطير منخفضة الكفاءة وأغشية التناضح العكسي هي اتجاهات مستقبلية.