污水處理的原理是將污水和水中所含的各種污染物分離或分解，如：COD、氨氮、總磷、總氮等常規(guī)污染項目。
要了解廢水處理方法的概念，有必要了解水中存在的污染物的形式及其物理和化學(xué)性質(zhì)。一般來說，污染物可以分為三種形式：懸浮物；膠體物質(zhì)；溶解物質(zhì)。但是，很難嚴(yán)格劃分，是按照污染物的粒徑來劃分的。懸浮物粒徑1~100m，膠體粒徑1nm~1um，可溶性物質(zhì)粒徑小于1nm。在污水處理中，污染物顆粒大小的差異對處理難度有很大影響。一般來說，懸浮物易于處理，而粒徑較小的膠體和可溶性物質(zhì)則較難處理。也就是說，懸浮物很容易通過沉淀和過濾從水中分離出來，而膠體物質(zhì)和可溶性物質(zhì)則利用特殊物質(zhì)將它們凝聚或通過化學(xué)反應(yīng)使其大于懸浮物，再利用物質(zhì)或特殊的膜。經(jīng)過吸附、過濾和水分離。
污水處理的基本方法是利用各種技術(shù)手段對污水中所含的污染物進行分離、去除和循環(huán)利用，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)來凈化水體。
現(xiàn)代污水處理技術(shù)按原理可分為物理處理、化學(xué)處理和生化處理三大類。
物理處理法：利用物理作用分離污水中的懸浮固體污染物。方法有：篩分法、沉降法、浮選法、氣浮法、過濾法和反滲透法。
化學(xué)處理法：利用化學(xué)反應(yīng)的作用，分離回收污水和廢水中各種形態(tài)的污染物（包括懸浮、溶解、膠體等）。主要方法有中和、混凝、電解、氧化還原、汽提、萃取、吸附、離子交換和電滲門。上述兩種方法的結(jié)合稱為物化處理法。
生化處理法：利用微生物代謝，將污水中溶解膠體狀態(tài)的有機污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定無害的物質(zhì)。主要方法可以分為兩類，即利用好利用好氧微生物作用的好氧法（好氧氧化法）和利用厭氧微生物作用的清氧法（厭氧還原法）。前者廣泛用于處理城市污水和有機生產(chǎn)污水，包括活性污泥法和生物膜法。后者多用于處理污水處理過程中產(chǎn)生的高濃度有機物水和污泥。市政污水和低濃度有機污水。
除上述兩類生物處理方法外，還有利用池塘和土壤處理的原位生物處理方法。自然生物處理方法又分為穩(wěn)定池處理和工地處理兩種方法。穩(wěn)定池又稱“生物池”，是人工整治土地、堤防、防滲層的污水池。它主要依靠天然的生物凈化功能來凈化污水。是一種污水處理技術(shù)。穩(wěn)定池又分為好氧池、厭氧池、精密處理池、曝氣池等；土地處理是在人為控制的條件下，將活水倒在地面上，通過地表漫灌、污水灌溉等。直至凈，污水處理的一種天然生物處理技術(shù)，處理可分為濕地水和污泥的慢滲，達到凈化和排放達標(biāo)的目的。