Het zuiveren van drinkwater omvat het verwijderen van alle verontreinigingen uit waterbronnen die schade kunnen veroorzaken of die: kan niveaus hoger stellen dan de federaal verplichte niveaus die zijn vastgesteld voor bepaalde chemicaliën en die van nature voorkomen mineralen. De zuiveringsmethoden variëren afhankelijk van het gebied en welke mineralen en chemicaliën het meest prominent aanwezig zijn in de waterbron, maar meestal wordt gebruik gemaakt van chemicaliën.
Chlooramines en andere chloorachtige chemicaliën zijn de meest gebruikelijke manier om drinkwater te zuiveren. Zuiver chloor is ook een veelgebruikte chemische stof, maar kan giftig zijn als er op de verkeerde manier mee wordt omgegaan of als het in een te hoog gehalte aanwezig is. Zowel chloor als chlooramines werken om bacteriën en andere schadelijke stoffen te doden die in drinkwaterbronnen kunnen worden aangetroffen.
Chloordioxide is een andere afsplitsing van chloor die kan worden gebruikt om drinkwater te behandelen en te zuiveren. Het wordt echter niet zo vaak meer gebruikt vanwege zowel de vluchtigheid van het gas dat het produceert (wat gemakkelijk is) brandbaar), en omdat het de niveaus van chloriet doet stijgen tot boven de aanbevolen niveaus door de Verenigde Staten regering.
Waterstofperoxide is een andere chemische stof die vaak aan drinkwater wordt toegevoegd om het te helpen zuiveren. Waterstofperoxide wordt meestal gecombineerd met een activator genaamd mierenzuur en werkt goed tegen schadelijke protozoën en ziekteverwekkers in de watervoorziening. Het duurt echter langer om het water te zuiveren dan chloor en kan een fytotoxine worden (of een plantengif dat mensen kan doden in een voldoende hoge dosering) als het niet op de juiste manier wordt gebruikt. Het verandert ook de pH-waarden van het water, waarvoor extra chemicaliën nodig zijn om de pH weer normaal te maken.