Výkonnostní parametry membránového modulu jsou nejzákladnějším typem indikátorů. Mezi běžné parametry patří velikost pórů membrány (typicky mezi 0,01–0,4 μm, patřící do úrovně mikrofiltrace/ultrafiltrace), materiál membrány (jako je PVDF, PES atd.), tok membrány (obvykle asi 10–30 l/m²·h, v závislosti na kvalitě vody a provozních podmínkách) a míra odmítnutí (míra odmítnutí pro SS se může blížit 0,0 %) Tyto parametry přímo určují kvalitu odpadních vod a kapacitu čištění systému.
Parametry provozních podmínek zahrnují provozní transmembránový tlakový diferenciál (TMP, typicky v rozmezí 0,05–0,3 MPa), intenzitu provzdušňování (používá se ke kontrole zanášení membrány, obecně vyjádřené jako poměr vzduchu-k{3}}vodě nebo rychlost provzdušňování), koncentraci kalu (MLSS může obvykle dosáhnout 6 000–12 000 dní, stáří kalu (S) a 2000 mg/l nebo dokonce vyšší). Tyto parametry ovlivňují stabilitu systému a úroveň spotřeby energie a jsou klíčovými kontrolními body pro provoz a řízení.
Zásadní jsou konstrukční parametry, jako je hydraulický retenční čas (HRT), refluxní poměr, konfigurace oblasti membrány a propustnost systému. V praktickém inženýrství je třeba tyto parametry komplexně navrhnout na základě kvality přitékající vody, měřítka úpravy a norem odpadních vod, aby bylo zajištěno, že systém membránového bioreaktoru si během dlouhodobého provozu zachová vysokou účinnost, stabilitu a hospodárnost.