現代廢水處理方法主要分為物理處理法、化學處理法和生物處理法三類。 物理處理法：通過物理作用分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態的污染物(包括油膜和油珠)的廢水處理法。通常采用沉淀、過濾、離心分離、氣浮、蒸發結晶、反滲透等方法。將廢水中懸浮物、膠體物和油類等污染物分離出來，從而使廢水得初步凈化。
化學處理法：通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理法。通常采用方法有：中和、混凝、氧化還原、萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲透等方法。
生物處理法：通過微生物的代謝作用，使廢水溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機物、有毒物等污染物質，轉化為穩定、無害的物質的廢水處理方法。生物處理法又分為需氧處理和厭氧處理兩種方法。需氧處理法目前常用的有活性污泥法、生物濾池和氧化塘等。 厭氧處理法，又名生物還原處理法，主要用于處理高濃度有機廢水和污泥，使用處理設備，主要為消化池等。
與物理、化學方法相比較，生物法具有運行費用低、處理效果好的特點。但生物法存在著處理時間相對較長、廢水中含有有毒物質存在時難以使用等缺陷。生物學家和工程技術人員正不斷努力，通過改良微生物菌種、改良處理工藝等手段提高生物處理的效果。 通過各種手段對廢水進行處理后再排放可減少污染，但消除污染的方法是不產生污染物 。科學家們正在不斷努力，一方面，尋找更有效的廢水處理方法，消除污染物；另一方面，研制設計出新的清潔生產工藝，減少污染物的產生。
