化学法是向污水中投加化学物质，通过化学反应降低水中污染物浓度的方法。
1.1.1混凝法
混凝法是指向水中投加一定量的混凝剂，通过架桥、脱稳等反应过程，使水中的颗粒污染物凝聚、沉降分离。水中胶体状态的污染物颗粒带有负电荷，胶体颗粒之间互相排斥从而形成稳定的混合液，当向水中投加带有相反电荷的混凝剂时，污水中的胶体状颗粒变为中性，接着分子引力作用下，凝聚成大颗粒发生沉降。
1.1.2中和法
中和法是指通过投加化学药剂消除污水中过量的酸和碱，使其pH值达到中性左右的过程。处理含酸污水投加碱，处理含碱污水投加酸。酸和碱均指投加无机酸和无机碱。一般按照“以废制废”的原则，亦可投加药剂，可间歇处理，也可以连续处理。
1.1.3氧化还原法
氧化还原法是指通过投加氧化剂或还原剂与水中的污染物进行反应，从而降低污染物浓度的水处理方法。常用的氧化剂有臭氧、氯气、空气中的氧、漂**、纯氧等。氧化法经常用于处理含酚含氰废水。常用的还原剂则有亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、铁屑等，还原法多用于处理含汞、含铬废水。
1.1.4电解法
电解法是指在废水中通电，从而使污染物发生氧化还原反应的水处理方法。在电解过程中，在阳极上产生氧气，发生氧化作用;在阴极上产生氢气，发生还原作用。目前电解法主要用于处理含氰和含铬废水。
1.1.5离子交换法
离子交换法中使用的离子交换剂分为无机离子交换剂(合成沸石或天然沸石)、有机离子交换树脂(鳌和树脂、弱碱性阴离子树脂、强酸性阳离子树脂、强碱性阴离子树脂、弱酸性阳离子树脂等)。采用离子交换法时，必须选好树脂。树脂对不同离子的交换能力是不一样的，树脂的交换能力取决于各种离子对该树脂的亲和力大小，另外还需考虑树脂的再生等。
.1.6膜分离法
膜分离法主要是指通过超滤、反渗透、微滤、渗析、电渗析等方法，通过一种特殊的半渗透膜，使废水中的离子得到分离的水处理方法。电渗析法主要用于将污水脱盐，金属离子回收等。反渗透作用主要是通过膜表面的化学作用进行分离，其可分离小粒径颗粒，除盐率较高，但是其所需的工作压力较大;超滤所用的材质和反渗透相同，但超滤是通过筛滤作用分离污染物，分离的污染物粒径较大，透水率高，除盐率较低，工作压力小。