自來水廠水處理中投加的藥劑分為兩大類，一類是絮凝劑，另一類是消毒劑。

投加絮凝劑的主要目的是為了將從河道、水庫等水源抽取來的水中懸浮泥沙、藻類、膠體顆粒物等通過絮凝劑的絮凝作用，形成大顆粒絮凝體，在水中自然沉淀，一來可以去除水中的大顆泥沙等，降低水中含固量，二來便于小的絮凝體在經過濾層過濾時能被高效的濾除。

水處理中常用到的絮凝劑種類有聚合氯化鋁（PAC）、堿式聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、十二水硫酸鋁鉀等，自來水廠水處理用聚合氯化鋁(PAC)的比較多，這是一種介于三氯化鋁和氫氧化鋁之間的水解產物，絮凝體形成快，絮塊大，沉降速度快，還有除臭、滅菌、脫色等作用，凈水效果是硫酸鋁的3~5倍，三氯化鐵的2~5倍，比其他凈水劑的使用成本能降低40~50%，一般搭配著助凝劑聚丙烯酰胺（PAM）一起使用，在達到同等水質的前提下，可以大大降低聚合氯化鋁（PAC）的使用量，減少綜合經濟成本。

自來水廠投加消毒劑主要是去除水中殘余的細菌病毒、微生物、大腸桿菌等，自來水需要消毒殺滅水中的病原體后才可飲用，否則會感染疾病。

自來水廠常用的消毒方式有液氯消毒、次氯酸鈉消毒、漂白粉消毒、二氧化氯、臭氧消毒。

目前大部分的自來水廠消毒主要使用氯系消毒劑（次氯酸鈉、二氧化氯等），少部分的大型自來水廠使用臭氧等進行消毒。氯系消毒主要是利用氯在水中迅速形成的次氯酸（HOCI）經細胞壁滲透入細菌體內，抑制和破壞菌體內的各種酶系統，使巰基被氧化破壞，影響細菌體內的氧化還原作用，使其體內葡萄糖代謝障礙，導致細菌死亡，達到消毒目的。

于此不同的是臭氧消毒，臭氧是一種強氧化劑，臭氧化和氯化一樣，既起消毒的作用，也起氧化的作用。臭氧的消毒能力和氧化能力都比氯強，對微生物、病毒及芽孢具有較強的殺傷力，并且用量少、作用快，沒有氯酚的氣溫，不會產生有機氧化物，但使用臭氧消毒應用的設備復雜，操作及管理要求較高，一般在大中型的自來水廠中才會應用，制備消毒劑時也要耗用大量的電能，因此成本較高，其次臭氧在水中不穩定，很容易揮發，導致管網末端再次滋生細菌，造成自來水的二次污染。