Физико-химиялық әдістер ағынды суды майды дисперсті, каллоидтық және еріген заттардан тазарту үшін қолданылады. Ағынды судағы ластағыштардан құтылу үшін іс жүзіңде пайдаланылатын физикалық-химиялық әдістерге - каогуляция, флотация, электролиттік ірілендіру, су буымен айдау, сорбция, экстракция, гиперфильтрация, эвапорация, десорбция, дезодорация, дегазация, электрохимиялық тәсілдер (электролиз, электро-каогуляция, электрофлотация, электродиализ), ультрадыбыспен суды өндеу, т. б. жатады. Бұл әдістер қатарымен жүретін физикалық және химиялық процестерге негізделген. Физико-химиялық әдістерге радиаңиялық, ион алмасу, тотығу-тотықсыздану және т.б. әдістер жатады. Радиациялық тазалауда иондалған сәулелену әсерінен улы заттар залалсызданады. Ион алмасу арқылы тазалауда суды тек ластатқыштардан ғана тазартып қоймайды, сондай-ақ қайта пайдалану үшін бағалы химиялық қосылыстарды жеке іріктеп, жинап та отырады. Бұл әдісте ластаушылармен ион алмасу реакциясына түсетін иониттер (балшықты минералдар, фторапатиттер, ион алмасу шайырлары) қолданылады.
