Im Laufe der Zeit haben sich verschiedene Bauformen von Membranpumpen entwickelt, die jeweils für unterschiedliche Anforderungen optimiert wurden. Die einfachste und zugleich weit verbreitete Bauart sind mechanische Membranpumpen. Hier wird die Membran direkt über einen Exzenter, eine Kurbelmechanik oder einen ähnlichen Hubantrieb bewegt. Diese Pumpen zeichnen sich durch einen robusten Aufbau, eine hohe Betriebssicherheit und vergleichsweise geringe Investitionskosten aus.
Eine Weiterentwicklung stellen elektronisch geregelte Membrandosierpumpen dar. Bei ihnen lässt sich die Förderleistung durch die Anpassung der Hubfrequenz, der Hublänge oder durch eine elektronische Regelung präzise steuern. Dadurch eignen sie sich besonders für Dosieraufgaben, bei denen eine hohe Genauigkeit oder eine automatische Anpassung an Prozessparameter gefordert wird.
Für Anwendungen mit größeren Feststoffanteilen oder schwierigen Medien kommen häufig Druckluftmembranpumpen zum Einsatz. Sie arbeiten mit zwei wechselwirkenden Membranen, die durch Druckluft angetrieben werden. Aufgrund ihres Funktionsprinzips sind sie selbstansaugend, trockenlaufsicher und vergleichsweise unempfindlich gegenüber Feststoffen. Da keine elektrischen Antriebskomponenten erforderlich sind, werden sie außerdem häufig in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt.
Eine besonders leistungsfähige Variante stellen hydraulisch unterstützte Kolben-Membranpumpen dar. Bei dieser Bauart bewegt ein Kolben zunächst eine Hydraulikflüssigkeit, welche die eigentliche Fördermembran belastet. Durch diese hydraulische Kraftübertragung lassen sich sehr hohe Drücke und eine ausgezeichnete Dosiergenauigkeit erreichen. Gleichzeitig wird die Membran gleichmäßig belastet, was zu langen Standzeiten und einer hohen Betriebssicherheit führt. Solche Pumpen kommen insbesondere dort zum Einsatz, wo hohe Drücke, höchste Dosiergenauigkeit und eine lange Lebensdauer gefordert sind.