معالجة المياه، مصطلح لوصف العمليات التي تتم لجعل المياه بعد معالجتها صالحة لغرض معين. يتضمن هذا استخدامها كمياه للشرب، وكذلك في المجالات الصناعية، الطبية، والاستخدامات الأخرى.
بشكل عام الغرض الرئيسي من معالجة المياه هو إزالة أو تقليل أي عوالق أو ملوثات حتى تصبح هذه المياه مناسبة للغرض المستخدمة فيه.
تختلف عمليات المعالجة بحسب الغرض من استخدام المياه فمثلا مياه الشرب تركز كثير على تنقية المياه من الشوائب، المواد العالقة، وإعادة ضبط كمية الأملاح المعدنية.