تصفیه خانه فاضلاب به مکانی اطلاق می شود که عملیات و فرآیند های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تصفیه ی فاضلاب در آن انجام می گیرد. عملیات تصفیه ی فاضلاب به سه مرحله ی تصفیه ی اولیه، ثانویه و تصفیه ی پیشرفته تقسیم می شود. البته با توجه به ویژگی های فاضلاب ورودی ممکن است به عملیات پیش تصفیه نیز نیاز داشته باشیم. گاها نیز برخی از عملیات های تصفیه ی اولیه به عنوان عملیات پیش تصفیه مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به مراحل نام برده شده، هر قسمت از تصفیه خانه فاضلاب نیز به یکی از این مراحل اختصاص داده می شود.