投加化學劑，使水中需要去除的溶解物質轉化為難溶物質而析出的水處理方法。
在給水處理中，用以去除鈣、鎂、鐵、錳等。在廢水處理中，用以去除有害金屬或磷等。含鈣、鎂較高的水稱硬水。降低鈣、鎂的濃度稱軟化。硬水軟化可用化學沉澱法，如石灰、蘇打法。石灰（氫氧化鈣）可以使鎂鹽轉化為氫氧化鎂沉澱；使重碳酸根離子轉化為碳酸根離子，因而鈣鹽轉化為碳酸鈣沉澱。其他鈣鹽如硫酸鈣可用蘇打（碳酸鈉）使它沉澱。
化學沉淀現象可以用溶度積來說明。在微溶性鹽類的飽和溶液中，在一定溫度下，其離子濃度(克離子/升)的乘積是一個常數，稱溶度積。例如，氫氧化鎂的溶度積([Mg2+]·[OH-]2)在18°C時是1.2×10-11。根據同離子效應，水中的鎂離子和氫氧根離子，不論它們來自同一化合物或不同的化合物，隻要離子濃度的乘積超過氫氧化鎂的溶度積，它們就結合為氫氧化鎂沉淀。
水中的鐵、錳鹽類，可用空氣或其他氧化劑氧化為難溶的氫氧化物或氧化物，而從水中析出。廢水中對健康有害的金屬離子（如汞、鎘、鉻、鉛、銅和鋅）的氫氧化物都是難溶或微溶的物質。用石灰提高廢水的pH值，就可使它們從水中析出。廢水中的鉻酸根離子(CrO42-)通常先還原為三價鉻離子，然後用石灰沉淀；也可以投加鋇鹽，使它成為溶解度極小的鉻酸鋇沉淀。廢水中的有機磷經生物處理後轉化為磷酸鹽，將使承接廢水的水體富營養化。可用鋁鹽或鐵鹽把它轉化為難溶的磷酸鋁或磷酸鐵，從水中析出。