본 기재의 해수 담수화 장치는, 고회수율형 나노여과막(nanofiltration membrane)을 포함하고, 전처리된 해수(海水)를 유입하여 제1 농축수(concentrate)와 제1 투과수로 분리하여 배출하는 제1 막분리 모듈(membrane module); 정삼투막(forward osmosis membrane)을 포함하고, 상기 제1 막분리 모듈의 후단에 연결되며, 상기 정삼투막으로 분리되는 서로 다른 영역으로 상기 제1 투과수와 유도용액을 각각 유입하여 제2 농축수(concentrate)와 희석유도용액(diluted draw solution)으로 분리하여 배출하는 제2 막분리 모듈; 상기 제2 막분리 모듈의 후단에 연결되어 상기 희석유도용액을 유입하고, 역삼투막을 포함하여 상기 희석유도용액을 농축유도용액(concentrated draw solution)으로 배출하고 담수(fresh water)를 회수하는 제3 막분리 모듈을 포함한다. 그리고 상기 제3 막분리 모듈은 상기 제2 막분리 모듈에 연결되어 상기 농축유도용액을 상기 제2 막분리 모듈에 상기 유도용액으로 공급한다.