现代污水处理技术按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法。

　　物理处理法是通过物理作用分离和去除废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物的方法，主要有筛滤法、沉淀法、气浮法、过滤法和反渗透法等；化学处理法是利用化学反应分离污水中的污染物质的处理方法，主要有中和、电解、氧化还原和电渗析、气提、吸附、吹脱、萃取等方法，一般适用于工业污水处理；生物处理法是利用微生物的代谢作用，使污水中呈溶解性、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质的处理方法，主要可分为好氧氧化法和厌氧还原法，其中好氧氧化法则广泛用于处理城镇生活污水，主要包括活性污泥法和生物膜法等。

　　目前，城镇污水处理过程中，应用最为普遍的即活性污泥法及其相关的衍生技术的生物处理工艺。

　　活性污泥法技术即是将空气连续送入含有大量溶解有机物质的污水中，经过一段时间后，水中即形成生物絮凝体-活性污泥，通过附着其上的微生物的新陈代谢作用，将有机污染物转变成无毒的气体(CO2、N2等)、液体(水)和富含有机物的固体(如微生物群体或称生物污泥)；最后通过固液分离，实现生物污泥与净化处理水的有效分离的过程。

　　由于活性污泥法具有较高的化学转化效率，对城市污水及有机工业废水中所含的污染物的处理效率高，因此成为传统的成熟技术。

　　随着近些年来污水排放量的迅速增加，对污水处理要求也日益提高，污水处理技术在传统活性污泥法工艺基础上出现了如缺氧-好氧(A/O)法、厌氧-缺氧-好氧法(A2/O)、氧化沟法和序批式活性污泥(SBR)法等被较快推广应用的新技术。其中，厌氧-缺氧-好氧法(A2/O)强化了脱氮除磷效果；氧化沟法简化了有关构造，运行管理方便，且处理效果稳定等；SBR法是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，其主要特征是在运行上的有序和间歇操作，主要优点在于节约土地。

　　上述工艺均是在普通活性污泥法基础上，通过对时间顺序或空间位置等的调整，来给微生物生长创造更适合的生存条件，以提高其处理性能和效率，因此其均属于活性污泥法的衍生技术。

　　另外，近年来新出现的MBR工艺，即又称膜生物反应器技术，是一种由活性污泥法与膜分离技术相结合的新型水处理技术，其基本原理是：通过膜的微孔分离，将需去除的有机物被阻挡在外，被活性污泥中的微生物和细菌分解，从而达到净化污水的目的。与传统工艺相比，MBR工艺具有出水水质优质稳定、剩余污泥产量少、易于实现自动控制等优点，但仍存在建造成本高、容易导致膜污染、能耗高等缺点，目前应用范围还相对比较小。