重力分离法是依据废水中悬浮物与废水的相对密度不同这一特点，除去废水中悬浮物质的一种方法。当悬浮物的相对密度大于废水相对密度时，在重力作用下，悬浮物下沉形成沉淀物；当悬浮物的相对密度小于废水相对密度时，悬浮物上升到水面。通过收集沉淀物与上浮物，可使废水净化。重力沉淀法可以去除废水中的沙粒、化学沉淀物、化学混凝处理所形成的化学絮凝体和生物处理形成的生物污泥，也可以用于污泥浓缩。
重力上浮法主要用于去除废水中的油分及相对密度小于废水的成分（如苯等）。重力沉淀法与重力上浮法的基本原理和特性是相同的。
气浮法是利用高度分散的微小气泡作为载体除去废水中的悬浮物，使其密度小于水而上浮到水面以实现固液分离的过程。在水处理中，气浮法广泛应用于：
①分离地面水中的细小悬浮物、藻类及微小絮凝体。
②回收工业废水中的有用物质，如造纸厂废水中的纸浆纤维及填料等。
③代替二次沉淀池，分离和浓缩活性污泥。
④分离回收含油废水中的悬浮油和乳化油。⑤分离回收以分子或离子状态存在的物质，如表面活性物质和金属离子。
