ממברנה חדירה למחצה (ידועה גם בשמות "ממברנה חדירה סלקטיבית" או "ממברנה חדירה חלקית"), היא
ממברנה המאפשרת למולקולות או יונים מסוימים לעבור דרכה בתהליך של דיפוזיה, או בתהליך של דיפוזיה מסתייעת. קצב המעבר תלוי בלחץ, ריכוז וטמפרטורת המולקולות או המומסים בשני צידי הממברנה, ובחדירות הממברנה לכל סוג מומס. בהתאם לממברנה ולמומס, החדירות יכולה להיות תלויה בגודל המומס, מסיסותו, תגובות כימיות של החומר ועוד. דוגמה לממברנה חדירה למחצה היא דו-שכבה ליפידית, עליה מבוסס קרום התא בתאים ביולוגיים. קיימים חומרים טבעיים ומלאכותיים רבים חדירים למחצה, בעלי עובי רב מעובי ממברנה מסוג זה. דוגמה לכך היא הקרום הדק בצידה הפנימי של ביצה.