物理处理又称机械处理，主要通过物理作用分离、回收水中不溶解的呈悬浮状态的污染物质。常用方法有筛滤、沉淀与上浮、过滤等。
1.筛滤分为格栅和筛网
格栅：用以截留水中粗大的悬浮物和漂浮物，以免堵塞水泵及沉淀池的排泥管。
筛网：用于截留尺寸在数毫米至数十毫米的细碎悬浮态杂物，尤其适用于分离和回收废水中的纤维类悬浮物和动植物残体、碎屑。
2.沉淀与上浮分为沉淀和上浮
沉淀：用于去除粒径在20-100nm以上的可沉固体颗粒，对胶体粒子和粒径为100-10000nm的细微悬浮物必须首先投加混凝剂来破坏他们的稳定性，使其互相聚集为数百微米以至数毫米的絮凝体，才能用沉降、过滤和气浮等常规固液分离法予以去除。
上浮：在水处理中，常利用密度差以上浮或气浮法分离废水中低密度的固体或油类污染物。此法可以去除废水中60μm以上的油粒，以及大部分固体颗粒污染物。
3.过滤分为格筛过滤、微孔过滤和深层过滤
格筛过滤：过滤介质为删条或滤网，用于去除粗大的悬浮物，如杂草、破布、纤维、纸浆等，其典型设备有格栅、筛网、管道过滤器等。
微孔过滤：采用成型的滤材，如滤布、滤片、烧结滤管、蜂房滤芯等，用于去除粒径细微的颗粒。
深层过滤：采用颗粒状滤料，如石英砂、无烟煤等。由于滤粒颗粒之间存在孔隙，原水穿过一定深度的滤层，水中的悬浮物即被截留。