混凝過程是指向水中投加混凝劑使水中懸浮物質以及難以自然沉降的膠體物質和細小的顆粒，失去動力和帶電穩定性，聚集成較大尺寸的顆粒而沉降去除。專家們對混凝機理進行的大量研究發現混凝過程主要有四種混凝作用:壓縮雙電層作用、吸附一電中和作用、吸附一架橋作用和網捕一卷掃作用。
(1)壓縮雙電層作用:水中膠粒通常帶負電，當加入混凝劑時，混凝劑會水解產生高價態正電荷離子，由于靜電引力的作用，混凝劑水解產生的高價態正離子會置換出膠體顆粒表面原來的低價態正離子，這時雙電層仍保持電中性，但厚度卻變薄了。
(2)吸附一電中和作用:膠體顆粒表面吸附反離子，這些反離子會與膠體所帶電荷發生中和反應，可能中和掉一部分電荷，這樣會降低其之間的靜電斥力，有利于膠體顆粒聚沉;可能中和掉全部電荷，使膠體表面電荷為零;也可能使膠體帶上反電荷，發生再穩現象。
(3)吸附一架橋作用:膠體顆粒可以吸附無機或有機高分子物質進行架橋連接，可以與不帶電的高分子物質進行吸附架橋，與帶同號電荷的高分子物質發生橋連作用，與帶異號電荷的高分子物質發生吸附橋連作用，還有電中和作用凝聚成較大的聚集體，然后脫穩聚沉。
(4)網捕一卷掃作用:采用金屬鐵鹽或鋁鹽作混凝劑時，若投加量很大且水的pH值較高，這時會形成大量的水合金屬氧化物。這種金屬氧化物的結構是三維立體結構，當這種氧化物開始沉降時，它的體積會收縮，由于它的立體結構，在它收縮時能夠將水中懸浮的顆粒以及膠體粒子卷掃沉降下來，達到去除水中污染物的目的，這種作用就稱為卷掃或網捕作用。
通常認為混凝過程是混凝劑水解產物對水中膠體顆粒進行壓縮雙電層以及吸附電中和，使其脫穩，進而形成微小的顆粒，之后絮凝為大且密實的磯花，并通過網捕卷掃或吸附架橋作用使脫穩的膠體生成粒徑較大的絮凝體，然后通過沉淀與過濾進行分離去除。
