物理法分为：自然沉降法、包括吸附法、萃取法和膜分离法等。

自然沉降法

水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程成为沉淀，是水处理中重要的过程之一，一般用作污水预处理。对于水中粒径较大的悬浮颗粒、杂质、泥砂等，利用其重力作用，使其在沉降池中沉降、澄清，降低浊度，初步达到净化的目的，同时减轻后续处理构筑物的难度。水处理中用于自然沉淀的构筑物主要是沉砂池。

吸附法

吸附法主要利用疏松多孔性介质的吸附作用，以脱除水中的微量污染物，包括脱色、除臭味、脱除重金属、各种溶解性有机物、放射性元素、细菌等。在水处理流程中，吸附法可以作为离子交换、膜分离等方法的预处理，以去除有机物、胶体及余氯等，也可以作为二级处理后的深度处理手段，以保证回用水的水质。

萃取法

萃取法是一项重要的水处理单元过程，向水中投加一种与水不互溶，但能良好溶解污染物的溶剂，使其与水充分混合接触，由于污染物在溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度，因而大部分污染物转移到溶剂中，然后分离废水和溶剂,即可达到分离、提浓污染物和净化废水的目的，现已用于含酚废水、含重金属废水的处理。

膜分离法

膜分离法是近年来兴起的一项新型水处理技术，原理是利用渗透装置的膜两侧形成的压力差，并使其超过渗透平衡时的压差，引起溶剂倒流，使浓度较高的溶液进一步浓缩，因其能耗低、适用范围广、分离效率高、操作简单、再生容易等优点，已广泛应用于化工、环保、医药、电子、轻工、食品、冶金等工业用水处理，膜分离法可分为:电渗析法(ED)、反渗透法(RO)、微滤法(MF)、超滤法(UF)、渗析法(D)、乳液膜法(ELM)等。