城市汙水處理是指改變汙水的性質，使其對環境水體無害化的措施。城市汙水包括工業汙水和生活汙水。
中國的城市汙水壹般都是在汙水處理廠收集處理。汙水處理方法按水質可分為物理處理、生物處理、汙泥處理和化學處理，按處理程度又可分為壹級處理、二級處理和三級處理。
初級治療，也稱初級治療。待處理的對象是汙水中的漂浮物和懸浮物。可采用篩網過濾和攔截法——篩網、格柵過濾和重力分離法——沈砂池、沈澱池、隔油池和氣浮池。離心分離法、旋風分離器、離心機等。
二級處理是指去除汙水中的汙染物，使其指標達到要求。主要環節應根據不同的汙水處理程度、規模和水質特點確定。例如活性汙泥法和生物膜法。
三級處理又稱深度處理，可以彌補二級處理的不足，可以采用化學物理化學和生物方法，如中和法、人工濕地法等。
生物處理:是利用微生物的新陳代謝，去除汙水中有機物的方法。常用的有活性汙泥法、生物膜法、氧化塘和汙水土地處理法。化學處理很少用於城市汙水處理，壹般涉及城市給水處理中的其他化學方法，如中和氧化還原、離子交換、電解等，主要用於工業廢水處理，很少用於城市汙水處理。汙泥需要進行處理，防止二次汙染，其處置方法往往是濃縮、厭氧消化、脫水和熱處理。
物理處理法:是通過物理作用將汙水中的汙染物分離去除的方法。常用的方法有篩網過濾攔截、重力分離、離心分離等。，相應的處理設備主要有格柵、沈砂池、沈澱池、離心氧，其中沈澱池與城市給水處理中的沈澱池相同。