深度处理通常是指在常规处理工艺以后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除,提高和保证饮用水质。显而易见,较之传统工艺，深度处理成本大，代价高。深度处理国外应用较为普遍，我国尚处于起步阶段，大部分老水厂均未采用深度处理，只是部分新水厂采用了活性炭吸附处理。常见深度处理技术还有：化学氧化、空气搅拌、生物法、膜技术及新型合成吸附剂等。
粒状活性炭吸附法能有效地去除水中有机污染物，但对重金属离子的去除能力有限。
化学氧化法与光化学氧化法也只对水中有机污染物有效。
纳滤、超滤、微滤能有效地去除水中悬浮物、胶体、大分子有机物、细菌与病毒,但不能去除水中的小分子有机物。
反渗透系统能够有效地去除水中的重金属离子、有机污染物、细菌与病毒，并能将对人体有益的微量元素、矿物质（如钙、磷、镁、铁、碘等）一并去除干净。
吹脱技术能有效去除挥发性有机物，但对难挥发性有机物去除效果很差.用于去除水中低浓度挥发性的有机物，去除效果随温度的升高而增加.在饮用水深度处理中，吹脱法费用低，约为活性碳运行费用的1/2～1/4。
