Dok voda prolazi kroz medij, nečistoće se zadržavaju u materijalu filtrirajućeg medija. Ovisno o nečistoći i mediju, različiti fizički i kemijski mehanizmi aktivni su u uklanjanju nečistoća iz vode. Neka oprema koja se koristi za primjenu ovih mehanizama dramatično se promijenila tijekom vremena. Drugi sustavi, poput dubinskih filtera, prošli su vrlo malo promjena.

Fundamentalni fizički i kemijski mehanizmi koji se događaju tijekom filtracije postali su bolje razumljivi tijekom godina. Ovi napretci omogućili su stručnjacima za obradu vode da optimiziraju uklanjanje nečistoća iz vode. Sustavi filtracije uklanjaju čestice tvari i, zbog velike površine filter medija, također se mogu koristiti za poticanje kemijskih reakcija koje rezultiraju uklanjanjem nekoliko kontaminanata. Sljedeći mehanizmi za uklanjanje nečistoća putem određenog medija raspravljeni su u sljedećem odjeljku.

• Okluzija – uklanjanje zbog veličine čestice nečistoće
• Adsorpcija – uklanjanje zbog prianjanja nečistoće na medij
• Redukcija – uklanjanje slobodnog preostalog klora
• Oksidacija – uklanjanje željeza i mangana korištenjem oksidacije
• Gravitacijski filter – uklanjanje suspendiranih čestica i mutnoće
• Višeslojni filter – uklanjanje suspendiranih čestica i mutnoće
• Filter s aktivnim ugljenom – uklanjanje slobodnog preostalog klora
• Filter s zelenim pijeskom – uklanjanje željeza i mangana
• Mehanički filtri – uklanjanje suspendiranih čestica