一級處理主要是通過物理作用將水中大顆粒懸浮物去除，主要包括：粗格柵-細格柵-沉砂池-初級沉淀池，粗格柵主要是截留大粒徑漂浮物，防止對后續構筑物的阻塞，降低一定的處理負荷，細格柵功能與粗格柵類似只是過濾的級別更細，沉砂池主要是去除水中的沙粒減少沙粒對后續設備的磨損，另外有時候沙粒附著大量的有機物，沉砂池常常采用抱起沉砂池，通過曝氣作用將沙粒有機物去除掉；初次沉淀池主要是去除污水中可沉降的懸浮物，經過初次沉淀池后水中有機物可以去除30%-40%左右。

二級處理主要是對經過一級處理后的污水進行生化處理，其中包括生物反應池和二次沉淀池

生物反應池根據采取的工藝不同而不同，但是他的主要作用就是通過生物化學作用將水中有機物轉化為二氧化碳、水、氮氣或者被生物體吸收成為可沉降污泥。二次沉淀池主要是將生化反應完全后的活性生物污泥進行沉淀將污染物去除。經過二級處理后污染物去除可達80%-90%左右。

三級處理又叫深度處理主要用于污水資源化，就是將污水進行處理后進行回用。根據回用的標準不同采用的深度處理工藝不同，一般工藝包括混凝-過濾-消毒，這個過程基本上與給水處理工藝相似。

污水處理設置幾級根據排放標準及回用標準進行確定，但是一般的城市污水處理場均不允許僅僅進行一級處理后排放，因為一級處理后的污水基本上不能滿足污水排放標準，僅僅有一些沿海城市的污水處理廠在早期建設中滿足了較低標準的深海排放標準采用了一級處理但是現在基本上都在進行改造。另外現在由于水資源的短缺現在很多城市污水處理場建設中均考慮了污水回用，也就是但部分新建污水處理廠都設置了深度處理，這種趨勢在逐步加強。