تتمثل معالجة مياه الصرف في استخدام الأساليب الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لعلاج مياه الصرف الصحي ، وذلك لتنقية مياه الصرف الصحي ، وتقليل التلوث ، والوصول إلى معيار التفريغ عندما يتم تفريغ مياه الصرف.
مياه الصرف الصحي ليس فقط مياه الصرف الصحي. جميع المياه المستخدمة في المنزل والتي تنخفض المصارف أو في نظام جمع الصرف الصحي هو مياه الصرف الصحي. ويشمل ذلك المياه من الحمامات، والاستحمام، والأحواض، وغسالات الصحون، والغسالات، والمراحيض. غالبا ما تسهم الشركات والصناعات الصغيرة كميات كبيرة من مياه الصرف الصحي إلى أنظمة جمع الصرف الصحي؛ يعمل الآخرون على أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي الخاصة بهم.