对城市污水或工业污水进行收集，采用相应的技术改善污水水质，使其达到规定的水质标准后，再用于不同的途径。污水回用既可有效地节约淡水资源，又可减少污水排放，减轻或消除环境污染，具有明显的社会、经济、环境效益。

在20世纪50年代，中国污水回用开始采用城市污水灌溉方式。20世纪70年代中期，进行城市污水深度处理回用试验，相继在太原、大连、天津、泰安、淄博等地区建设了城市污水回用于市政景观、工业循环冷却水等示范工程。20世纪90年代末，工业污水回用于循环冷却水试验成功，并在21世纪初得到推广应用。

随着城镇污水集中处理率的不断提高和国家对工业污水排放标准的日益严格，城市污水和工业污水为污水回用提供了水量充足、水质良好的水源。而作为支撑污水回用的深度处理技术也在不断发展和成熟。深度处理又称“三级处理”，是污水的高级处理工艺。污水经过二级处理后，通常仍含有一定浓度的磷、氮、悬浮物、有机物、矿物质、病原体等，未达到回用水质标准时，需要进一步进行净化处理。在确定三级处理工艺流程时，应充分考虑用户对水质的不同要求。常用的三级处理方法有：生物脱氮、化学除磷、凝聚沉淀、硅藻土过滤、活性炭吸附、砂滤、臭氧氧化、离子交换、蒸发、冷冻、反渗透以及电渗析等方法。

截至2019年，污水已回用于城市河湖景观、城市绿化、工业用水、冲厕及道路浇洒、农业灌溉和地下回灌等。随着污水回用范围的不断扩大、利用途径的不断拓展，针对污水回用不同用户相继出台了不同的污水回用水质标准，为污水安全回用提供了技术依据。