تصفیه فاضلاب فرآیندی است که اکثر آلاینده‌ها را از فاضلاب حذف می‌کند و دو خروجی که یکی مایع و یکی لجن است را تولید می‌کند که جهت دفع در محیط طبیعی مناسب است. در تصفیهٔ فاضلاب می‌توان از فرآیندهای زیستی استفاده کرد که این فرایندها می‌تواند شامل، حوضچهٔ هوادهی، لجن فعال یا فیلترهای شن و ماسه آهسته باشد. برای مؤثر بودن، فاضلاب باید توسط لوله و زیرساخت‌های مناسب به یک تصفیه‌خانه انتقال داده شود و خود فرایند نیز باید تحت نظارت و کنترل دقیق باشد. بعضی از فاضلاب‌ها نیاز به روش‌های تصفیهٔ متفاوت و گاه تخصصی دارند. در ساده‌ترین حالت، تصفیهٔ فاضلاب از طریق جداسازی مواد جامد از مایعات با روش رسوب‌گذاری انجام می‌شود. با تبدیل تدریجی مواد حل شده به مواد جامد، معمولاً یک توده بیولوژیکی، که پس از آن ته‌نشین می‌شود، یک خروجی با خلوص بیشتر تولید می‌شود.