Đầu tiên, nước biển được đưa vào bể chứa để lọc dầu, loại bỏ rác. Sau đó, nước biển được đưa vào các bể lọc qua cát. Trong quá trình lọc, nước được cho thêm hóa chất để các phân tử nhỏ trôi nổi liên kết thành khối lớn hơn, khiến chúng bị ngăn lại ở lớp cát lọc. Cuối giai đoạn xử lý này, nước được kiểm tra đảm bảo đủ sạch trước khi đưa vào giai đoạn khử muối.
Ở giai đoạn khử muối, nước sẽ chạy qua các màng lọc nhằm tách phân tử nước với phân tử muối. Toàn bộ quá trình này khép kín và được điều khiển, theo dõi bằng máy tính.
Cuối cùng, nước ngọt được đưa vào hệ thống nước uống của quốc gia, còn nước muối được đưa trở lại biển. Sản phẩm nước cuối cùng sử dụng trong sinh hoạt của nhà máy Sorek tương đương như nước khoáng.