核孔膜是由重帶電粒子在絕緣物質上打孔和化學蝕刻擴孔而成。當重帶電粒子在絕緣物質薄膜中的可蝕刻射程大于薄膜厚度時，在每個垂直入射的重帶電粒子路徑上產生的輻射損傷，可用化學方法優先蝕刻，形成穿透絕緣薄膜的比值通道(微孔)。具有一個或多個這種穿透性微孔的絕緣薄膜稱為核孔膜。制造核孔膜的重帶電粒子分兩類：一種是重離子加速器產生的重帶電粒子束，另一種是裂變碎片，它可由放在核反應堆中子束上的裂變靶產生。