Veepuhastusseadmete põhiprintsiip on eemaldada või muundada toorvees lisandid, kahjulikud ained või lahustunud saasteained füüsikaliste, keemiliste ja bioloogiliste meetodite kombinatsiooni abil, viies selle vastavusse kasutus- või heitestandarditega. Erinevad protsessid toimivad erinevatel põhimõtetel:
Füüsiline töötlemine: eraldamise saavutamiseks toetub peamiselt filtreerimine, settimine ja pealtkuulamine. Näiteks liivfiltreerimisel ja aktiivsöe filtreerimisel kasutatakse tahkete osakeste adsorbeerimiseks või kinnihoidmiseks tahkeid osakesi; mikrofiltreerimine, ultrafiltreerimine ja pöördosmoos kasutavad membraanide selektiivset läbilaskvust, et saavutada veemolekulide ja saasteainete peen eraldamine. See protsess ei muuda saasteainete omadusi, vaid eemaldab need läbi füüsiliste barjääride.
Keemiline töötlemine: Saavutab saasteainete muundamise või eemaldamise reaktsioonide kaudu. Näiteks koagulatsiooniprotsessides kasutatakse kemikaale, et agregeerida kolloidosakesi flokideks, et neid hõlpsalt settida; oksüdatsiooniprotsessid (nagu osooni ja kloori desinfitseerimine) võivad hävitada orgaanilise aine struktuuri või tappa mikroorganisme; ioonivahetus kasutab vaiku kaltsiumi- ja magneesiumiioonide vahetamiseks vees, saavutades pehmenemise või magestamise. Need meetodid rõhutavad keemiliselt juhitud veekvaliteedi parandamist.
Bioloogiline töötlemine: Toetub peamiselt saasteainete metaboolsele lagunemisele mikroorganismide poolt, näiteks aktiivmudaprotsess või membraani bioreaktori protsess. Mikroorganismid muudavad orgaanilised saasteained süsinikdioksiidiks, veeks ja muudeks stabiilseteks aineteks, saavutades seeläbi saasteainete kahjutu töötlemise. Seda meetodit kasutatakse laialdaselt olmereovee ja orgaanilise tööstusreovee puhastamisel.
Kokkuvõtteks võib öelda, et veepuhastusseadmete põhiprintsiibiks on eri vormides saasteainete samm-sammuline--eemaldamine tehnoloogiate kombinatsiooni abil, muutes järk-järgult vee kvaliteedi "toorest veest" "kasutatavaks veeks või nõuetele vastavaks väljalaskeveeks".