Abwasserbehandlungsanlagen werden für die schadlose Ableitung, Reinigung, Verwertung, Rückgewinnung von wiederverwendbaren Wertstoffen und zur Senkung des Abwasseranfalls gebaut.

Abwasserbehandlungsanlagen als mechanische Anlagen dienen der Abtrennung von Feststoffen; grobe Stoffe werden durch Rechen, Sand im Sandfänger, aufschwimmende Stoffe wie Fette und Öle durch sog. Leichtstoffabscheider, sink- und absetzbare Stoffe (oft nach einer Neutralisation) im Vorklärbecken zurückgehalten.

Abwasserbehandlungsanlagen als biologische Anlagen nutzen die Fähigkeit von Kleinlebewesen (vor allem von aeroben Bakterien), organische Substanzen zu metabolisieren (Veratmen), das heißt, sie in niedermolekulare Verbindungen, letztlich in Kohlenstoffdioxid, Wasser, Nitrat und Sulfat überzuführen. Dieser Prozess ist der natürlichen Selbstreinigung der Oberflächengewässer nachgeahmt, wobei das Verfahren durch die Konzentrationserhöhung an Bakterien usw. und durch die Sauerstoffzuführung in Form von Luft in den biologischen. Kläranlagen wesentlich beschleunigt wird. Die biologische Abwasserbehandlung wurde notwendig, um die Vorfluter (Oberflächengewässer) nicht durch übermäßigen Sauerstoffverbrauch zu belasten.

Bei der chemischen Abwasserbehandlung wird durch Zugabe von Kalk oder Natronlauge das Abwasser neutralisiert, wobei Kolloide und Salze ausfallen können; auch Eisen- und AIuminiumsalze können zugesetzt werden.

Den physikalisch-chemischen Abwasserbehandlungs-Methoden werden Flotation, Ionenaustauscher, Umkehrosmose und andere Verfahren zugerechnet.