由于地面水常常受到土壤、工业污水废水、生活污水及各种杂质的污染，促使细菌滋生，有时每毫升水中细菌数可达几万乃至几十万个在有的水域里，大肠杆菌甚至达数万个以上。虽然在水处理的过程中，经过混凝、沉淀 (或澄清)、过滤等的净化过程，粘附在悬浮物上的大部分细菌、大肠肝菌、届原菌和其他二些微生物也一同被除去。但是，并不彻底，还存在一定量的对人体有害的微生物。

为了保障人民的健康，防止疾病的传播，还必须进行水的消毒，以杀灭水中的病毒。我国“生活饮用水卫生标准”中规定，在37℃培养24H的水样中，细菌总数不超过100个/ml，大肠菌群每升水中不超过3个。为此在混凝澄清过滤之后还需进行消毒。在工业冷却水处理中，为了防止循环水不产生生物粘泥，要控制循环水中的异养菌数不超过500000个/mL，因此，对于作为循环水系统补充水的过滤水，亦需要进行消毒杀菌处。

在除盐水处理系统，为了防止离子交换树脂受到细菌的污染，也需要对其原水进行消毒杀菌。此外，消毒还可以除去水的色度。 水的消毒方法可分化学的和物理的两种。物理消毒方法有加热法、紫外线法、超声波等法。化学方法有加氯法、臭氧法、重金属离子法以及其他氧化剂法等。其中以加氯法使用最为普遍，因为氯的消毒能力强，价格便宜，设备简单，余氯测定方便;便于加量调节等优点而得到广泛应用。加氯法，除使用氯气之外，还有氯的化合物，如次氯酸钠、次氯酸钙、氯胺类以最近国外在自来水厂中广为应用的二氧化氯 --这是一种比氯的氧化性能更为强烈的氧化剂。

消毒还可以用非氧化型杀生物剂，如氯酚类消毒剂和季铵盐类化合物。最近国外研制的二硫氰酸亚甲酯、盐酸十二烷基胍、有机溴化物等，以及国内研制成功的NL-4,SQ8等都是有效的消毒剂。此外，早期使用的还有铜盐，如硫酸铜等杀生剂，这此都属于化学方法的消毒。