Kimyasal arıtmanın amacı, suda çözünmüş halde bulunan kirleticilerin kimyasal reaksiyonlarla çözünürlüğü düşük bileşiklere dönüştürülmesi ya da kolloidal ve askıdaki maddelerin yumaklar oluşturarak çökeltilmesi suretiyle giderilmesidir. Kimyasal arıtma içmesuyu arıtımında ve endüstriyel atık su arıtımında kullanılır.
Nötralizasyon: Asidik ve bazik karakterdeki atık suların, uygun pH değerinin ayarlanması amacı ile yapılan asit veya baz ilavesi işlemidir. Fiziksel ve biyolojik arıtma işlemleri ile sudan uzaklaştırılamayan kirleticilerin, kimyasal arıtma yöntemleri ile sudan uzaklaştırılması işlemidir.
Koagülasyon: (kimyasal yumaklaştırma), sularda bulunan ve kendi ağırlıkları ile çökelemeyen kolloid boyutundaki katı parçacıkların çeşitli kimyasallar yardımıyla çökebilir hâle getirilmesi işlemidir.
Flokülasyon: yöntemleri, herhangi bir sıvı içerisinde çökmeden askıda duran veya çok yavaş çöken ve bu nedenle bulanıklığa sebep olan ince boyutlu katı taneciklerin bir katkı maddesi vasıtasıyla bir araya getirilip (Salkımlaştırma-kümeleşme) hızlı çöktürülmesi işlemleridir.