تصفیه آب شامل انجام مراحل متعدد فیزیکی و شیمیایی است که در نهایت آب را برای مصرف شرب و یا مصرف در صنایع آماده سازی می کند. بنابراین هدف این است که پارامترهای فیزیکی، شیمیایی و میکربی در آب به حد تعیین شده در استانداردهای مصرف ارتقا یابند. بسته به ویژگی های منبع طبیعی آب و هدف نهایی از تصفیه، روش های متعددی مورد استفاده قرار می گیرند. در بسیاری از این روش ها از جمله فرایندهای ضدعفونی آب، انعقاد و لخته سازی، آهک‌زنی و … از مواد شیمیایی استفاده می گردد. برخی از این مواد شیمیایی، موادی با فرمول شیمیایی ساده و معین هستند و برخی دیگر مواد فرموله شده با قابلیت های خاص و ارتقا یافته.

همچنین از آب در کاربردهای صنعتی به عنوان محیط خنک کننده و نیز مواد بخار جهت گرمایش استفاده می گردد. در این فرایندها مشکلات متعددی از جمله رسوب‌گذاری، خوردگی، ایجاد کف و آلودگی میکربی رخ می دهد که مواد شیمیایی نقش بسیار مهمی را در کنترل این مشکلات ایفا می کنند.

یکی دیگر از فرایندهای رو به گسترش، فرایند نمک زدایی است. در این فرایند هدف جداسازی املاح محلول از آب‌های شور و تولید آب شیرین برای مصارف شرب یا صنعتی است. چندین روش برای نمک زدایی از آب وجود دارد که در کلیه روش ها از مواد شیمیایی نیز استفاده می گردد.