城市污水根据其处理程度可划分为一级处理、二级处理和三级处理。
1.城市污水一级处理一级处理是对污水中的悬浮的无机颗粒和有机颗粒、油脂等污染物质的去除，一般由沉砂池、初沉池完成处理过程。经过一级处理后有机物（BOD）可以去除30%左右，达不到排放标准，一级处理主要有沉淀、筛滤等物理过程完成，通常亦称为物理处理法。一级处理属于二级处理的预处理。
2.城市二级处理
二级处理主要去除污水中呈胶体状和溶解状态的有机污染物质。由于这些污染物颗粒较小或成真溶液状态，用一级处理法无法去除。二级处理采用生物处理法，利用微生物（好氧或厌氧微生物）去降解污染物质。通过二级处理BOD可去除90%以上，基本能达到排放标准。
3.城市污水的三级处理
污水三级处理和深度处理既有相同之处，又不完全一致。三级处理是在一、二级处理后，进一步处理难于被微生物降解的有机物以及氮和磷等无机物。主要有生物脱氮除磷、砂滤法、吸附法、离子交换法、混凝沉淀法以及电渗析等方法。深度处理一般以污水的回收、再利用为目的，在一级或二级处理之后增加处理工艺。
污水处理过程中能产生大量的污泥，应有效处理。城市污水处理厂产生的污泥含有大量有机物、细菌、寄生虫卵等物质，如直接排放或填埋造成二次污染。污泥处理方法有浓缩、脱水、消化等。浓缩、脱水为了减容，消化法能使污泥稳定。