Dzeramā ūdens attīrīšana ietver visu piesārņotāju noņemšanu no ūdens avotiem, kas var nodarīt kaitējumu var pārsniegt federāli atļautos līmeņus, kas noteikti dažām ķīmiskām vielām un dabiski sastopamām vielām minerālvielas. Attīrīšanas metodes atšķiras atkarībā no apgabala un no tā, kādi minerāli un ķīmiskās vielas ir visizcilākās ūdens avotā, taču parasti tās ir saistītas ar ķīmisko vielu izmantošanu.
Hloramīni un citas hloram līdzīgas ķīmiskās vielas ir visizplatītākais dzeramā ūdens attīrīšanas veids. Tīrs hlors ir arī parasti izmantota ķīmiska viela, taču tā var būt toksiska, ja ar to rīkojas nepareizi vai ir pārāk lielā daudzumā. Gan hlors, gan hloramīni iznīcina baktērijas un citas kaitīgas vielas, kuras var atrast dzeramā ūdens avotos.
Hlora dioksīds ir vēl viens atdalījums no hlora, ko var izmantot dzeramā ūdens apstrādei un attīrīšanai. Tomēr to vairs neizmanto tik bieži, jo tas rada gan tās saražotās gāzes nepastāvību (kas ir viegli viegli uzliesmojošs), un tāpēc, ka tas paaugstina hlorīta līmeni, kas pārsniedza ASV ieteicamo līmeni valdība.
Ūdeņraža peroksīds ir vēl viena ķīmiska viela, ko bieži pievieno dzeramajam ūdenim, lai palīdzētu to attīrīt. Ūdeņraža peroksīds parasti tiek kombinēts ar aktivatoru, ko sauc par skudrskābi, un tas labi darbojas kaitīgos vienšūņos un patogēnos ūdens apgādē. Tomēr ūdens attīrīšana prasa ilgāku laiku nekā hlors, un, ja to nelieto pareizi, tas var kļūt par fitotoksīnu (vai augu indi, kas spēj nogalināt cilvēkus pietiekami lielā devā). Tas arī maina ūdens pH līmeni, kam ir nepieciešamas papildu ķīmiskas vielas, lai pH normalizētos.