目前污水处理的方法有五种，分别是物理法、化学法、物理化学法、生物法、污泥土地处理法。
物理法：利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物。例如沉淀法(重力分离法)除去水中相对密度大于1的悬浮物。过滤法(滤网沙层活性碳)可除去水中的悬浮物。蒸发法用于浓缩废水中不挥发性和可溶性物质，另外还有离心分离法、汽浮(浮选)法、高梯度磁分离法等。
化学法：利用化学反应或物理化学作用处理回收可溶性废物或胶状物质。例如中和法用于中和酸性或碱性废水。萃取法利用可溶性废物在两相作用中溶解度不同的“分配”，回收酚类和重金属等。氧化还原法用来除去废水中还原性或氧化性污染物，杀灭天然水体中的病原菌。此外还有混凝法和化学沉淀法等。
物理化学法：吸附法、离子交换法、萃取法、膜析法、蒸发法。
生物法：利用微生物的生化作用处理废水中的有机污染物。例如，生物过滤法和活性污泥法来处理生活污水或有机生产废水，使有机物转化降解成无机盐而得到净化。此外，还有生物膜法、生物塘法。
污泥土地处理法：用于有机质处理。污水灌溉，慢速下渗，快速下渗。
目前在污水处理工艺选择上大部分使用的都是生化法，有些比较难处理的加以物理或者化学，或者物化生全部上阵，但最终决定使用什么方法或者什么组合方法的要素，还是水质。
