Chemiczne oczyszczanie ścieków to metoda, która polega na wytrącaniu związków rozpuszczalnych lub też ich neutralizacji. Neutralizacja ta odbywa się za pomocą procesów takich jak: koagulacja, neutralizacja, ekstrakcja, elektroliza, destylacja oraz sorpcja.
Takie oczyszczanie stosowane jest głównie przy ściekach przemysłowych. Ścieki takie zawierają metale ciężkie oraz chemiczne związki organiczne.
Gdy substancja chemiczna zadziała na ścieki można uzyskać zobojętnienie ścieków lub wydzielenie z nich substancji stałych. W takim procesie wydzielają się ze ścieków substancje organiczne, ścieki ulegają odkażaniu, a także usuwa się z nich przykry zapach.