在城市也稱污水處理廠或污水廠。設在工廠的常稱處理站，出水放入城市排水管道時，處理站實際上是一種預處理設施。廢水處理廠是由多個單元過程組成的復雜系統，各單元過程的費用和效率互相聯系、互相影響，并最終決定整個系統的費用和效率。在城市也稱污水處理廠或污水廠。設在工廠的常稱處理站，出水放入城市排水管道時，處理站實際上是一種預處理設施。廢水處理的一般目標是去除懸浮物和改善耗氧性（即穩定有機物），有時還進行消毒和進一步的處理。工業廢水的處理側重于油類、懸浮物、重金屬和妨礙城市污水廠運行的或高殘留的有機物的去除或轉化，以及pH值的調整。

城市污水廠的流程依照需要的處理程度和經濟分析確定。通常區分為三級：
①一處理。采用沉淀法，懸浮固體和五日生化需氧量的去除率一般可分別達到60%和30%左右。
②二級處理。采用水的生物處理法，懸浮固體和五日生化需氧量的去除率一般都可達到90%左右，采用高負荷率活性污泥法時五日生化需氧量去除率在60%左右。
③三級處理。進一步去除二級處理未處理的物質。污水廠的主要處理構筑物是 沉淀池。二級污水廠再加生物器（曝氣池、生物濾池、生物轉盤或曝氣生物濾池等）和后沉淀池。因前后都有沉淀池且作用有差別，故常稱前者為初次沉淀池，后者為二次沉淀池。還有輔助性的設施和處理沉淀池污泥的設施。輔助性設施一般為格柵和沉砂池(也稱雜粒池)。格柵去除塊狀物和布片等。沉砂池去除易沉物以免在后繼深池中積累，影響運行。處理污泥的設施一般是消化池和脫水設備（干化床或脫水機）。廢水處理廠建筑物通常有泵房、化驗室、污泥脫水機房、修理工廠等。活性污泥法污水廠往往還有鼓風機或空氣壓縮機房。 為了控制運行，經濟調度和提高管理水平，污水廠開始采用自動化裝置和電子計算機控制，包括：
①水質、水量和電源電壓等運行參數的遙訊、遙測、記錄和報警；
②閥門啟閉和水泵機組調度的自動控制和遙控等；
③三級處理。二級處理的出水水質有時不能滿足排放要求，于是作進一步的處理（或稱深度處理）。生物處理法出水一般富含氨、氮、硝酸鹽和磷酸鹽，排放潺湲水體（如湖泊和海灣）時水體常出現富營養化。這時，常增設除氮、磷的設施。當出水排放到水質要求高的水體或灌溉草地、球場和游息綠地，水質需提高時，常增設雙層濾床濾池。也有采用生物塘和土地處理的。

廢水處理廠的位置要配合廢水的出路，考慮整個排水系統分期建設的需要，并服從城市用地規劃。廢水處理廠特別是有污泥處理和脫水設備的污水廠，對周圍房屋的環境質量有一定影響，應有適當的隔離綠帶。發達的計算技術已使排水系統規劃的經濟分析日趨完善，污水廠廠址的選擇常與整個系統的規劃同時解決。