The pretreatment process is known for the dominant influence factor in the RO process. Therefore, this study was done to evaluate efficiency by comparing membrane filtration (UF) with two-stage sand filtrations (DMF + PSF) for pretreatment of the RO process. Two different types of pretreatment and RO processes were installed in a pilot plant for this study. The 1st train was operated with a pretreatment process using a UF membrane and an SWRO process (60% recovery), and the 2nd train was operated with a pretreatment process using a sand filtration and SWRO process (40% recovery). SDI and particle size distribution of feed sea water and pretreatment permeate water were measured to analyse the influence of the UF membrane fouling factor of the RO membrane. The measured SDI values of feed sea water, UF membrane filtration permeate water, and sand filtration permeate water was 6.2, 1.1, and 5.2, respectively. The SDI removal efficiency of the UF membrane filtration process was better than sand filtration. The particle fraction under 20um of feed sea water and sand filtration permeate water was more than 93% and 97%, respectively. As for results of operation, micro particles were removed better in the UF membrane process than in the sand filtration. Furthermore, although the UF membrane process has a higher recovery than the sand filtration process, the UF membrane process represents low RO resistance.