تصفیه فاضلاب به مجموعه روشها و فرآیندهایی گفته می‌شود که موجب کاهش آلودگی فاضلاب و پس از طی فرآیندها می‌توان فاضلاب را به محیط زیست دفع کرد و یا مجدد از آن استفاده نمود. فاضلاب به دو بخش عمده تقسیم می‌شود.
فاضلاب بهداشتی: شامل فاضلاب تولیدی منازل مسکونی، مجتمع‌های اداری و تجاری، بیمارستان ها، و … می‌باشد.
فاضلاب صنعتی : شامل فاضلاب تولید فاضلاب تولیدی مراکز صنعتی و تولیدی از جمله کارخانجات، کارگاهها، نیروگاهها و…میباشد.
عمده روشهای تصفیه فاضلاب
1-     تصفیه فیزیکی: مجموعه روشهایی گفته می‌شود که از خواص فیزیکی و نیروهای فیزیکی برای تصفیه فاضلاب استفاده می‌شود. از جمله این فرآیندها آشغالگیری، دانه گیری، شناورسازی، ته نشینی و … می‌باشد. به این فرآیندها تصفیه اولیه می‌گویند.
یکی از تکنیک‌های اصلی تصفیه فاضلاب فیزیکی شامل لای گیری یا ته نشینی است که فرایند تعلیق ذرات نامحلول  سنگین از فاضلاب است وقتی  که ماده نامحلول ته نشین میشود میتوان  آب خالص را جداسازی کرد.
هوادهی یکی دیگر از تکنیک‌های تصفیه فیزیکی موثرکه شامل گردش هوا از طریق آب به منظور فراهم کردن اکسیژن است.  روش سوم فیلتر کردن می‌باشد که  برای فیلتر کردن تمام آلاینده‌ها استفاده می‌شود.در این روش میتوان انواع خاصی از فیلترها را برای تصفیه فاضلاب استفاده کرد و آلاینده‌ها و ذرات نامحلول موجود در آن را جدا نمود که فیلتر شنی مرسوم‌ترین فیلتر مورد استفاده در این روش است. روغن و چربی موجود در سطح برخی از فاضلاب‌ها توسط انواع دستگاه چربی گیر فاضلاب انجام می‌شود.
 
2-  تصفیه بیولوژیکی:
در این مرحله از فرآیندهای بیولوژیکی مختلف برای تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب  مانند صابون، فاضلابهای انسانی، روغن و غذا استفاده می‌شود. میکروارگانیسم‌ها در مواد بیولوژیکی مواد آلی را در فاضلاب متابولیزه می‌کنند که  به سه دسته تقسیم بندی می‌شوند:
•    فرآیندهای هوازی: باکتریها ماده آلی را تجزیه کرده و به دی اکسید کربن تبدیل می‌کنند که توسط گیاهان مورد استفاده قرار گیرد. اکسیژن در این فرآیند نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روشها از میکرواورگانیسم‌های هوازی برای تصفیه فاضلاب استفاده می‌شود از جمله این فرآیندها لجن فعال، هوادهی گسترده، MBBR، MBR، SBR  را میتوان اشاره کرد.
•    فرآیندهای بی هوازی: در اینجا تخمیر، برای تخمیر ضایعات در دمای خاص استفاده می‌شود که برخلاف فرآیندهای هوازی از اکسیژن در فرآیند بی هوازی استفاده نمی‌شود.
•    کمپوست: یک نوع فرآیند هوازی، که در آن فاضلاب با مخلوط کردن آن با خاک اره یا سایر منابع کربن تصفیه می‌شود.
تصفیه ثانویه اکثر مواد جامد موجود در فاضلاب را حذف می‌کند، اما بعضی از مواد مغذی حل شده مثل نیتروژن و فسفر ممکن است باقی بمانند.
 
2-    تصفیه شیمیایی:
3-    تصفیه شیمیایی به مجموعه فرآیندهای گفته می‌شود که طی آن از مواد و واکنش‌های شیمیایی برای تصفیه پساب استفاده می‌شود. از جمله این فرآیندها انعقاد شیمیایی، انعقاد الکتریکی و … می‌باشد. از این فرآیندها معمولا برای تصفیه فاضلاب‌های صنعتی استفاده می‌شود.
همانطور که از نام آن پیداست، این مرحله از تصفیه شامل استفاده از مواد شیمیایی در آب می‌شود. کلر، یک ماده شیمیایی اکسید کننده، که معمولا برای ازبین بردن باکتریها استفاده می‌شود که با اضافه کردن آلاینده‌ها باعث تجزیه آب میشوند. دیگر عامل اکسید کننده برای تمیز کردن فاضلاب، ازن است.
خنثی سازی یک تکنیک است که در آن اسید و یا پایه اضافه میشود تا آب را به pH طبیعی خود یعنی 7 برساند. مواد شیمیایی از بازتولید باکتری‌ها در آب جلوگیری می‌کنند درنتیجه باعث خالص شدن آب میشوند.
4-  تصفیه لجن:
این یک فرایند جداسازی جامد و مایع است که در آن حداقل رطوبت باقی مانده در فاز جامد  و کمترین ذرات جامد در فاز مایع جدا شده مورد نیاز است.