本身具有催化活性时，也可称作固定床催化膜反应器。此类膜反应器有两种放置方式:水平式和垂直式。水平放置式适用于气固相和液固相催化反应，气相或液相反应物从膜反应器一端通人，与膜反应器内的催化剂接触后反应，然后从另一端流出反应器，在反应过程中，部分生成物通过膜分离出来可打破反应的平衡限制，使用惰性扫除气及时移走分离出的产物，可加快反应速率。垂直放置式适用于气液固多相催化反应，反应时液相反应物一般都从膜反应器的顶端进入，气相反应物从膜反应器的底端进入，两者逆流操作以加大反应物的有效接触面积，同时部分生成物通过膜分离出来用惰性扫除气及时带走来打破反应平衡或加快反应速率。