تصفیه آب (به انگلیسی)، به فرایندهایی گفته می‌شود که طی آن مواد شیمیایی نامطلوب، آلاینده‌های بیولوژیکی، جامدات معلق و گازها از آب آلوده حذف می‌شوند، تا قابل آشامیدن یا مصرف کشاورزی گردد. به طور کلی روش‌های مورد استفاده عبارتند از فرایندهای فیزیکی مانند فیلتراسیون، ته‌نشینی، تقطیر و فرایندهای زیستی مانند فیلترهای شنی و ماسه‌ای کند، کربن اکتیو (زغال فعال) و فرایندهای شیمیایی مانند کلرزنی، اذن زنی، دفلوکولانت، استفاده از تابش الکترومغناطیسی مانند اشعه ماوراء بنفش.
فرایند تصفیه آب ممکن است توسط دستگاه تصفیه آب به کاهش غلظت ذرات معلق یا ذرات محلول در آب از جمله ذرات معلق، انگل‌ها باکتری‌ها، جلبک‌ها، ویروس‌ها، قارچ‌ها و طیف وسیعی از مواد محلول و ذرات معلق موجود در آب منجر شود.