一般廢水的處理方法大致可分為物理法、化學法及生物法三大類。
物理法：廢水處理方法的選擇取決于廢水中污染物的性質、組成、狀態及對水質的要求，利用物理作用處理、分離和回收廢水中的污染物。例如用沉淀法除去水中相對密度大于1的懸浮顆粒的同時回收這些顆粒物；浮選法（或氣浮法）可除去乳狀油滴或相對密度近于1的懸浮物；過濾法可除去水中的懸浮顆粒；蒸發法用于濃縮廢水中不揮發性的可溶性物質等。
化學法：利用化學反應或物理化學作用回收可溶性廢物或膠體物質，例如，中和法用于中和酸性或堿性廢水；萃取法利用可溶性廢物在兩相中溶解度不同的“分配”，回收酚類、重金屬等；氧化還原法用來除去廢水中還原性或氧化性污染物，殺滅天然水體中的病原菌等。
生物法：利用微生物的生化作用處理廢水中的有機物。例如，生物過濾法和活性污泥法用來處理生活污水或有機生產廢水，使有機物轉化降解成無機鹽而得到凈化。
以上方法各有其適應范圍，必須取長補短，相互補充，往往很難用一種方法就能達到良好的治理效果。一種廢水究竟采用哪種方法處理，首先是根據廢水的水質和水量、水排放時對水的要求、廢物回收的經濟價值、處理方法的特點等，然后通過調查研究，進行科學試驗，并按照廢水排放的指標、地區的情況和技術可行性而確定。