액체성 또는 고체성 폐기물이 혼입되어 그대로 사용할 수 없는 물을 폐수라 한다. 높은 소비생활과 각종 산업활동을 하는 현대사회에서는 그러한 물질적 문명활동의 부산물로서 각종 폐기물이 끊임없이 배출되는데, 그 중에서 액체형태로 배출되는 것을 가리켜서 폐수라고 한다.

폐수를 출처에 따라서 크게 나누면 가정폐수와 공장폐수로 구분된다. 가정폐수는 각 가정 및 가정과 유사하게 폐물질을 배출하는 공공건물·영업건물 등으로부터 배출되는 폐수이다. 오늘날 도시폐수의 대부분은 이러한 가정폐수이다. 공장폐수는 각 공장으로부터 배출되는 폐수인데, 광의적으로는 산업폐수라고 하며, 모든 산업시설로부터 배출되는 폐수를 총칭한다.

하수라는 말은 도시 하수도에 유입되는 오수(汚水)를 가리키며, 액상폐기물과 빗물을 포함한다. 액상폐기물의 구분이 필요하지 않았던 예전에는 상수(上水)와 비교되는 하수라는 용어를 널리 사용하여 왔으나, 최근에는 폐수라는 용어가 더 많이 사용된다. 폐수는 도시의 공공하수도를 통해서, 또는 직접적으로 자연수역에 배출된다. 어느 경우나 처리되지 않고 방류될 때 자연수역의 수질을 오염시키게 되며, 정도가 지나치면 공해를 유발한다.

〈폐수처리시설〉 수질환경보전법에서는 도시폐수(하수)·분뇨·공장폐수 등을 처리하는 처리장의 방류수 수질을 규정하고 있다. 따라서 각 처리장에서는 유입수로부터 오염물질을 제거하여 유출수의 수질을 적당한 기준에 맞도록 적절한 처리공정을 갖춘다. 이 처리공정에는 설계자의 의도에 따라서 여러 개의 단위조작이 조합된다. 단위조작에는 생물학적·화학적·물리적 폐수처리방법 등으로 구분되며, 적용되는 원리와 공법이 서로 다르다.