水處理是指採用物理、化學或生物學的手段，去除水中的雜質、污染物和有害物質，以提高水質，使之達到某種使用標準的過程。
水處理的目的主要是提高水質，使之適合於生活、工業、農業等特定用途，減少水源污染，保護環境。水處理的過程包括沉降、過濾、混凝、絮凝、緩蝕、阻垢等。水處理的方法有物理方法，如使用濾材過濾、活性炭吸附、沉澱法等；化學方法，如使用化學藥品轉化水中雜質；生物方法，利用微生物降解有機物等。
此外，水處理還包括給水淨化和排水淨化兩個方面。給水淨化是指將不適合使用的水轉化爲可用水，如將自然水源或廢水處理後供人們使用；排水淨化則是將不符合排放標準的水處理至達標，以減少對環境的污染。