ศูนย์วิจัยความเป็นเลิศด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเมมเบรน เกิดขึ้นจากทุนโครงการพัฒนาบุคลากรของทบวงมหาวิทยาลัยในปี 2539 เพื่อศึกษาวิจัยด้านชีวฟิสิกส์และเมมเบรนเทคโนโลยี ภายใต้ความช่วยเหลือจาก UNESCO Centre for Membrane Science and Technology, University of New South Wale ประเทศออสเตรเลีย และในปีเดียวกันได้เริ่มจัดตั้งเป็น “ กลุ่มวิจัยชีวฟิสิกส์ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเมมเบรน” ต่อมาในปี 2545 สภามหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์อนุมัติให้จัดตั้งเป็น “ สถานวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเมมเบรน” และในปี 2561 ได้รับอนุมัติให้จัดตั้งเป็น "ศูนย์วิจัยความเป็นเลิศด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเมมเบรน" การดำเนินงานของศูนย์วิจัยความเป็นเลิศเกิดจากการร่วมมือของคณาจารย์หลายสาขาจากคณะต่างๆ ในมหาวิทยาลัยประกอบด้วย คณะวิทยาศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี คณะวิศวกรรมศาสตร์ และคณะอุตสาหกรรมเกษตร จึงทำให้การวิจัยและการเรียนการสอนเป็นไปในลักษณะบูรณาการความรู้จากสาขาวิชาเกี่ยวข้อง ในด้านความร่วมมือกับกับต่างประเทศ ศูนย์วิจัยความเป็นเลิศฯ เน้นการสร้างเครือข่ายเพื่อการวิจัยและการผลิตบัณฑิตกับมหาวิทยาในกลุ่มประเทศเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ เช่น มาเลเซีย อินโดนีเซีย และสิงคโปร์ มีการหมุนเวียนกันเป็นเจ้าภาพจัดประชุมวิชาการด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเมมเบรนระดับภูมิภาคทุกปี โดยเริ่มตั้งแต่ปี 2546 และจัดทำวารสารวิชาการ Journal of Applied Membrane science and Technology เพื่อเผยแพร่ผลงานวิชาการ

ศูนย์วิจัยความเป็นเลิศฯ มีภารกิจหลักดังนี้
1. วิจัยเพื่อการผลิตและพัฒนาเมมเบรนสังเคราะห์สำหรับการแยกสาร
2. วิจัยเพื่อสร้างองค์ความรู้เกี่ยวกับปรากฏการณ์และพฤติกรรมของเซลล์สิ่งมีชีวิตและแนวทางการประยุกต์ใช้
3. วิจัยเพื่อการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเมมเบรนในอุตสาหกรรมอาหาร เทคโนโลยีชีวภาพ ยางพารา ปาล์มน้ำมัน พลังงาน และสิ่งแวดล้อม
4. ผลิตและพัฒนานักวิจัยระดับปริญญาโทและเอกให้มีความเชี่ยวชาญทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเมมเบรน
5. สร้างความร่วมมือกับภาครัฐและหรือเอกชนในการแสวงหาโจทย์วิจัยและหรือร่วมวิจัย และเป็นแหล่งการใช้ประโยชน์ผลการวิจัยซึ่งนำไปสู่การใช้เทคโนโลยีเมมเบรนเพื่อการยกระดับคุณภาพชีวิตและการผลิตเชิงพาณิชย์

เครือข่ายศูนย์วิจัยความเป็นเลิศ
ศูนย์วิจัยความเป็นเลิศฯ มีเครือข่ายกับมหาวิทยาลัยทั้งในและต่างประเทศ เพื่อร่วมทำวิจัย การแลกเปลี่ยนนักศึกษา และการจัดกิจกรรมทางวิชาการ เช่น การจัดประชุมวิชาการประจำปี ด้วยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเมมเบรน ของกลุ่มประเทศสมาชิกเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ การแลกเปลี่ยนนักศึกษา และการทำวิจัย