Wenn Wasser durch das Medium strömt, werden Verunreinigungen im Material des Filtermediums zurückgehalten. Je nach Verunreinigung und Medium sind unterschiedliche physikalische und chemische Mechanismen aktiv, um Verunreinigungen aus dem Wasser zu entfernen. Einige der Geräte, die zur Anwendung dieser Mechanismen verwendet werden, haben sich im Laufe der Zeit dramatisch verändert. Andere Systeme, wie z.B. Tiefenfilter, haben nur sehr wenige Änderungen erfahren.

Die grundlegenden physikalischen und chemischen Mechanismen, die bei der Filtration ablaufen, sind im Laufe der Jahre besser verstanden worden. Diese Fortschritte haben es Wasseraufbereitungsfachleuten ermöglicht, die Entfernung von Verunreinigungen aus dem Wasser zu optimieren. Filtrationssysteme entfernen Stoffpartikel und können aufgrund der großen Fläche der Filtermedien auch zur Stimulation chemischer Reaktionen eingesetzt werden, die zur Entfernung mehrerer Verunreinigungen führen. Die folgenden Mechanismen zum Entfernen von Verunreinigungen durch ein bestimmtes Medium werden im nächsten Abschnitt erläutert.

• Okklusion – Entfernung aufgrund der Größe des Verunreinigungspartikels
• Adsorption – Entfernung durch Anhaftung von Verunreinigungen am Medium
• Reduktion – Entfernung von freiem Restchlor
• Oxidation – Entfernung von Eisen und Mangan durch Oxidation
• Schwerkraftfilter – Entfernung von Schwebstoffen und Trübung
• Mehrschichtfilter – Entfernung von Schwebstoffen und Trübungen
• Aktivkohlefilter – Entfernung von freiem Restchlor
• Filter mit grünem Sand – Entfernung von Eisen und Mangan
• Mechanische Filter – Entfernung von Schwebstoffen