自支撑型的钯膜管或膜片厚度为15-100微米，材质一般是钯银或钯铜合金。主要用于氢气的分离，也可以用于氢同位素的分离，以及氢同位素之间的分离。自支撑型钯膜的缺点是强度差、渗透率低、成本高。为解决这一问题，人们将钯膜沉积在多孔基体上，形成负载型钯膜（又称钯复合膜或复合钯膜）。
氢气透钯过程
钯具有只让氢原子穿透的高度筛选能力。因着这项特性，将能利用钯金属膜将氢原子由混合气体中筛出，并制作高纯度氢气。因此，钯被当做是小的原子筛，在制造半导体或LED制程中所需的超高纯度氢气，或燃料电池所需的氢气时，十分有帮助。利用钯膜的氢气选透机制，钯膜有缺陷或膜的密封不良,氢气的纯度就会下降。
氢气透钯过程
通常认为，氢气透过钯膜的方式遵循溶解——扩散机制，包含以下五个步骤：
(1)氢分子在钯膜表面化学吸附，并解离。
(2)表面氢原子溶解于钯膜。
(3)氢原子在钯膜中从一侧扩散到另一侧。
(4)氢原子从钯膜析出，呈化学吸附态。
(5)表面氢原子化合成氢分子并脱附。