Cynrychiolir technoleg dihalwyno dŵr môr seiliedig ar bilen gan osmosis gwrthdro. Mae ei egwyddor yn ymwneud â defnyddio gwasgedd uchel i yrru dŵr môr trwy bilen lled-athraidd, gan wahanu moleciwlau dŵr oddi wrth ïonau halen. Oherwydd pwysedd osmotig uchel dŵr môr, mae angen pwmp pwysedd uchel ar y system i ddarparu digon o bwysau (5–8 MPa fel arfer), ynghyd â deunyddiau pilen cyfradd dihalwyno uchel (fel pilenni polyamid cyfansawdd). Manteision y dechnoleg hon yw defnydd cymharol isel o ynni a modiwlaidd system gref, sy'n golygu mai dyma'r dechnoleg brif ffrwd a ddefnyddir fwyaf yn fyd-eang.
Mae technolegau dihalwyno dŵr môr thermol yn bennaf yn cynnwys anweddiad fflach aml-gam (MSF) a distylliad aml-effaith (MED). Mae'r technolegau hyn yn gwresogi dŵr môr i'w anweddu, yna'n ei gyddwyso i ddŵr ffres, gan wahanu'r heli. Mae MSF yn gwella effeithlonrwydd trwy anweddiad fflach gwasgedd aml-gyfnod wedi'i leihau, tra bod MED yn defnyddio anweddyddion sawl cam i ailddefnyddio ynni gwres. Mae technolegau thermol yn addas ar gyfer integreiddio â gwres gwastraff gweithfeydd pŵer neu wres gwastraff diwydiannol, ond mae ganddynt ddefnydd uchel o ynni ac mae angen offer ar raddfa fawr arnynt.
Mae technolegau newydd eraill yn cynnwys electrodialysis, blaen osmosis, a phrosesau hybrid. Mae electrodialysis yn defnyddio maes trydan i yrru ïonau trwy-gyfnewid ïonau i'w gwahanu, gan ei wneud yn addas ar gyfer trin dŵr halltedd isel. Mae Osmosis Ymlaen yn defnyddio gwahaniaeth pwysedd osmotig i yrru mudo dŵr. Mae prosesau hybrid yn cyfuno dulliau pilen â dulliau thermol neu dechnolegau rhag-drin i wella effeithlonrwydd a sefydlogrwydd cyffredinol.
Ar lefel peirianneg systemau, mae technoleg dihalwyno dŵr môr hefyd yn cynnwys technolegau rhag-drin ac adfer ynni hanfodol. Er enghraifft, mae dulliau pretreatment fel hidlo tywod ac ultrafiltration yn lleihau llwythi baeddu ac yn ymestyn oes y bilen; mae dyfeisiau adfer ynni (ERD) yn adennill egni pwysau heli crynodedig, gan leihau'r defnydd o ynni gweithredol yn sylweddol. Yn gyffredinol, mae technoleg dihalwyno dŵr môr yn system trin dŵr gynhwysfawr sy'n canolbwyntio ar osmosis gwrthdro ac wedi'i hategu gan optimeiddio synergyddol prosesau lluosog.