Die Wasserwerke betreiben heutzutage einen enormen Aufwand, um Trinkwasser zu erzeugen. Dies darf jedoch nicht darüber hinwegtäuschen, dass viele kleine Wasserwerke aus Mangel an technischen Equipment weit überfordert sind.

Der erste Schritt jeder Wasseraufbereitung ist die Entfernung von Sand und anderen Grob- und Trübstoffen mittels Siebung.

Danach folgt die Sedimentation in sogenannten Absetzbecken. Dort fließt das Wasser über eine längere Strecke sehr langsam. Schwerere Partikel sinken dort ab und können später entfernt werden. Die feinverteilten Trübstoffe lassen sich nicht ohne weiteres auf den Beckengrund absetzen; hier dosiert man chemische Flockungsmittel (Aluminiumsulfat, Eisenchlorid oder Eisensulfat) zu, die diese Trübstoffe zu großen Flocken verbinden damit diese dann später abfiltriert werden können.
 
Die Filtration hat bei der Wasseraufbereitung einen wichtigen Stellenwert. Hier werden nicht nur die Schwebstoffe sondern, auch deren Ausfällprodukte und andere Rückstände aus der Enteisenung, Entmanganung, Entsäuerung und Enthärtung eliminiert. Zwei Verfahren gelangen hier zum Einsatz: Erstens die Langsamsandfilterung, wobei das Wasser über einen Sandbodenfilter fließ. Dort können sowohl biologische als auch chemische Prozesse zum Abbau organischer Substanzen, zur Keimverminderung und zur Oxidation (Ammoniak über Nitrit bis zum Nitrat) stattfinden und Zweitens die Schnellfilter, die hauptsächlich mit Hilfe von Quarzsand eine mechanische Reinigung des Trinkwassers ermöglichen.

In einer anschließenden Oxidationsstufe können organische Verschmutzungen mittels Ozon, Kaliumpermangant oder Wasserstoffperoxyd (früher wurde eine Hochchlorierung vorgenommen, die im Prinzip heute nicht mehr angewandt werden sollte) entfernt werden. Schadstoffe werden hier chemisch zerstört bzw. schwer abbaubare Verbindungen in kleinere Bruchstücke "zerhackt", so dass diese in einer weiteren Abbaustufe leichter entfernt werden können.

Der letzte Reinigungsschritt in der Trinkwasseraufbereitung ist die kostenintensive Aktivkohlefilterung, die jedoch nicht von jedem Wasserwerk durchgeführt wird. Hier werden die restlichen Schadstoffe adsorbiert oder katalytisch in eine weniger gefährlichen Verbindung überführt.

Nach der Reinigung des Wassers erfolgt die sogenannte Stabilisierung. Die Stabilisierung soll sicherstellen, dass sich die Beschaffenheit des Wassers während der Verteilung und beim Gebrauch nicht verändert. Ein weiterer Zweck ist die Vermeidung von Korrosionsschäden an den Verteilerrohren.

Wichtigster Faktor ist hier der pH-Wert. Damit sich eine Schutzschicht aus "Kalk" (Calcium- und Magnesiumcarbonat) in der Transportleitung bilden kann, darf der pH-Wert nicht unter 7 fallen. In der Regel haben Wässer mit einem pH-Wert unter 7 ("saures" Wasser) materialangreifende Eigenschaften. Aus diesem Grund wird zunächst eine Entsäuerung vorgenommen.

Auch hier gibt es diverse Verfahren. Bei den chemischen Verfahren erfolgt die Entsäuerung durch Zugabe alkalischer Substanzen. Meist wird hier Calciumhydroxid zudosiert, dass in einer chemischen Reaktion überschüssige Kohlensäure neutralisiert. Bei den physikalischen Verfahren wird das Wasser mittels Filtration über halbgebranntem Dolomitgestein oder über Marmor geschickt, um das Kohlendioxid aus den Wasser auszutreiben. Kostenintensiv ist die Entsäuerung mittels starker Belüftung. Dieses Verfahren kann jedoch nicht bei stark sauren Wässern eingesetzt werden.
 
Zur weiteren Stabilisierung des Trinkwassers wird eine Enteisenung und Entmanganung vorgenommen. Die im Grundwasser enthaltenen Eisen- und Manganverbindungen lagern sich an den Rohrleitungswänden ab. Dabei entstehen zum Teil dicke Schichten mit angelagerten Eisen- und Manganbakterien, die zu Rohrverengungen führen. Um dies zu verhindern, wird das Wasser vor der Einspeisung verrieselt oder belüftet, um möglichst viel Sauerstoff in das Wasser einzutragen. Dadurch wird zweiwertiges Eisen und Manganverbindungen zu den schwerlöslichen dreiwertigen oxidiert. Diese lassen sich dann unter Zugabe von Flockungsmitteln abfiltrieren.

Damit sich im Rohrleitungsnetz eine Kalkschicht ausbildet, um den Korrosionsprozess zu verhindern, muss es eine gewisse Härte aufweisen. Weiche Wässer bilden keine Schutzschicht und greifen wegen der stets vorhandenen Kohlensäure das Material an. Bei zu wenig Härte wird es über kalkhaltige Materialien geleitet (siehe Entsäuerung), so dass ein Minimum an Härte aufgenommen wird.

Ist jedoch zu viel Härte im Wasser, wird es durch Enthärtung bzw. Entcarbonisierung stabilisiert. Die Einstellung, wie hart das Wasser sein soll, ist unterschiedlich. Eine hohe Wasserhärte schadet unserer Gesundheit nicht. Sehr hartes Wasser hat den Effekt, dass sich beim Erhitzen Kesselstein bildet oder Warmwasserleitungen verstopfen können.

Das Trinkwasser muss laut Trinkwasserverordnung frei von Krankheitserregern und gesundheitsschädlichen Einflüssen sein. Dies erfordert eine weitere Vorbehandlung, bis das Trinkwasser in die Rohre eingespeist werden kann. Die Desinfektion ist meist der letzte Schritt in der langen Wasseraufbereitungskaskade. Zum Einsatz kommen hier die Ozonierung und die UV-Bestrahlung. Seitdem man hochkonzentrierte Ozonlösungen herstellen kann, ist die Ozonierung ein wirtschaftlich interessantes Desinfektionsverfahren geworden. Gegenüber der Desinfektion mit Chlor bietet die Anwendung von Ozon technische Anwendungsvorteile. Nachteil bei der Ozonbehandlung ist die unerwünschte Freisetzung von gesundheitlich schädlichen Stoffen wie z.B. Trihalomethan. Die UV-Bestrahlung ist ein sehr kostenintensives Verfahren, da das Wasser in einer langen dünnen Wasserschicht lange bestrahlt werden muss, um eine effektive Entkeimung zu erzielen. Große Wassermengen sind hier nicht zu bewältigen. Außerdem beeinträchtigen Trübstoffe, oder die genetische Anpassung der Bakterien die Wirksamkeit dieser Methode.