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Esta pequena descrição a seguir demonstra os principais passos do tratamento do esgoto sanitário, limitando-se às águas residuárias residenciais e comerciais, pois no caso do esgoto industrial o processo é mais complexo e especializado.
Antes de tudo é necessário expor os três tipos básicos de sistemas de esgotamento:
- Sistema unitário: no qual as águas residuárias, as de infiltração e as pluviais escoam misturadas numa única tubulação;
- Sistema separador parcial: no qual as águas residuárias, as de infiltração e parte das águas pluviais (apenas as que escoam em partes interiores impermeabilizadas das residências, telhados, calçadas, etc.) escoam por uma tubulação e, o restante das águas pluviais escoam por outra tubulação separada;
- Sistema separador absoluto: no qual as águas residuárias e as de infiltração escoam por uma tubulação independente da tubulação de águas pluviais (sistema de drenagem urbana).
Em São Paulo e na maior parte do Brasil, devido a grande impermeabilização do solo gerada pela urbanização, o sistema mais utilizado e quase que exclusivo é o separador absoluto.

Como funciona uma ETE:

À princípio, uma Estação de Tratamento de Esgoto - ETE, deve estar situada nas proximidades de um corpo receptor, que pode ser um lago, uma represa, ou um curso d'água qualquer. Em geral, o corpo receptor é um rio.
O esgoto que chega na estação é chamado "esgoto bruto" e escoa por um tubo de grandes dimensões chamado "interceptor". A sequência de tubulações desde a saída do esgoto das residências até a entrada na ETE é:
- tubulação primária => Recebe as águas residuárias residenciais;
- tubulação secundária => Recebe contribuições das tubulações primárias e outras de águas residuárias das residências;
- coletor tronco => Além de receber as águas do coletores secundários, pode receber eventualmente alguma contribuição isolada residencial, sendo esta medida não aconselhável;
- interceptor => Este conduz o esgoto até a ETE e não pode receber nenhuma contribuição individual no caminho.
Na entrada da ETE, geralmente existe uma Estação Elevatótia que bombeia o esgoto para cima até o nível superficial onde começa o tratamento.
O primeiro procedimento consiste em deter os materiais maiores tais como galhos de árvores, objetos conduzidos e arrastados pelo caminho, etc., os quais ficam presos nos sistemas de gradeamento que possui malhas com espaçamentos diferentes em vários níveis.
A seguir o esgoto passa pelos desarenadores ou caixas de areia para a retirada dos materiais sólidos granulares.O próximo passo ocorre nos decantadores primários onde as partículas sólidas sedimentam no fundo do tanque. Entretanto, algumas partículas são muito pequenas e não possuem peso suficiente para precipitarem. Por isso, geralmente na entrata da ETE, é adicionada uma substância coagulante afim de unir essas partículas formando outras maiores e mais densas que consigam sedimentar com seu peso próprio no decantador. O tempo necessário para que haja a precipitação é chamado tempo de detenção e é pré-determinado. No decantador o movimento da água não deve ter quase que nenhuma turbulência para facilitar a sedimentação. Os sedimentos acumulados no fundo do decantador são denominados "lodos" e são retirados pelo fundo do tanque, encaminhados para adensadores de gravidade e digestores anaeróbios. Nestes digestores as bactérias e microorganismos aeróbios consomem a matéria orgânica constituinte do lodo. O material excretado é consumido no fundo do tanque pelos microoganismos anaeróbios. Assim ocorre uma diminuição do volume do lodo que pode ser encaminhado para filtros prensa e câmaras de desitratação onde ocorre uma diminuição ainda maior de seu volume e daí é encaminhado para aterros sanitários ou como esterco para agricultura . Nos digestores, durante o processo de oxidação da matéria orgânica ocorre uma liberação de gás que geralmente é reaproveitado como combustível, muitas vezes para abastecer equipamentos da própria estação de tratamento como, por exemplo, os secadores térmicos.
O consumo de matéria orgânica pelas bactérias é medido através de um índice chamado DBO ou DBO-5. DBO é a quantidade medida de oxigênio necessária para oxidar a matéria orgânica contida em um litro de esgoto, num período de 5 dias em estufa.
Em estações onde o tratamento primário é suficiente o processo termina nesta etapa. No caso da necessidade do tratamento secundário, o esgoto é levado do decantador primário para tanques de aeração onde ocorre o tratamento por "lodos ativados" que nada mais é do que a recirculação do lodo acumulado no decantador secundário.
No decantador secundário há novamente a sedimentação e, a seguir, a água já tratada é despejada no corpo receptor, que, em geral, é um rio ou lago. O escoamento até o corpo receptor é feito por uma tubulação denominada emissário. Esta água pode também ser tratada numa pequena estação de tratamento de água contruída nas dependências da própria ETE, e ser reaproveitada para lavagem das dependências físicas da estação e seu abastecimento geral.