Un tratamiento fisicoquímico está diseñado para tratar aguas residuales (usualmente industriales) donde se utilizan procesos físicos y químicos. Este tipo de planta se instala cuando las aguas residuales contienen contaminantes que no pueden ser eliminados eficientemente mediante procesos biológicos convencionales.
En una planta de tratamiento fisicoquímica, se aplican diferentes técnicas físicas y químicas para separar y eliminar los contaminantes presentes en el agua residual. Estos procesos suelen incluir: