廢水處理的目的是以某種方式將污染物從廢水中分離出來，或將其分解成無害穩定的物質，以凈化廢水。廢水處理相當復雜，廢水處理的基本方法的選擇取決于廢水的質量和數量，以及排放到接收水體或水中的目的。同時，還需要考慮廢水處理過程中產生的污泥和殘渣的處理和利用，以及潛在的二次污染問題，以及絮凝劑的回收利用。

一般廢水的處理方法大致可分為三類：物理法、化學法和生物法

物理方法：利用物理過程處理、分離和回收廢水中的污染物。例如，使用沉淀法去除相對密度大于1的漂浮顆粒，同時回收這些顆粒；采用蒸發法濃縮廢水中的非揮發性可溶性物質。

化學法：利用化學反應或物理過程回收可溶性廢物或膠體物質，如與酸性或堿性廢水混合的方法；萃取法利用可溶性廢物在溶解度不同的兩相中的“分布”來回收酚類、重金屬等。氧還原法用于去除廢水中的還原性或氧化性污染物，消除天然水體中的病原體。

生物法：利用微生物的生物作用處理廢水中的有機物。例如，生物工藝和活性污泥工藝用于處理生活污水或有機生產廢水，使有機物轉化并降解為無機鹽進行凈化。