沉淀池是利用重力沉降作用將密度比水大的懸浮顆粒從水中去除的處理構筑物，是廢水處理中應用最廣泛的處理單元之一，可用于廢水的處理、生物處理的后處理以及深度處理。在沉砂池應用沉淀原理可以去除水中的無機雜質，在初沉池應用沉淀原理可以去除水中的懸浮物和其他固體物，在二沉池應用沉淀原理可以去除生物處理出水中的活性污泥，在濃縮池應用沉淀原理分離污泥中的水分、使污泥得到濃縮，在深度處理領域對二沉池出水加絮凝劑混凝反應后應用沉淀原理可以去除水中的懸浮物。

沉淀池包括進水區、沉淀區、緩沖區、污泥區和出水區五個部分。進水區和出水區的作用是使水流均勻地流過沉淀池，避免短流和減少紊流對沉淀產牛的不利影響，同時減少死水區、提高沉淀池的容積利用率；沉淀區也稱澄清區，即沉淀池的工作區，足可沉淀顆粒與廢水分離的區域；污泥區是污泥貯存、濃縮和排出的區域；緩沖區則是分隔沉淀區和污泥區的水層區域，保證已經沉淀的顆粒不因水流攪動而再行浮起。

沉淀池是利用水流中懸浮雜質顆粒向下沉淀速度大于水流向卜流動速度、或向下沉淀時間小于水流流出沉淀池的時間時能與水流分離的原理實現水的凈化。

理想沉淀池的處理效率只與表面負荷有關，即與沉淀池的表面積有關，而與沉淀池的深度無關，池深只與污泥貯存的時間和數量及防止污泥受到沖刷等因素有關。而在實際連續運行的沉淀池中，由于水流從出水堰頂溢流會帶來水流的上升流速，因此沉淀速度小于上升流速的顆粒會隨水流走，沉淀速度等于卜-升流速的顆粒會懸浮在池中，只有沉淀速度大于上升流速的顆粒才會在池中沉淀下去。而沉淀顆粒在沉淀池中沉淀到池底的時間與水流在沉淀池的水力停留時間有關，即與池體的深度有關。

理論上講，池體越淺，顆粒越容易到達池底，這正是斜管或斜板沉淀池等淺層沉淀池的理論依據所在。為了使沉淀池中略大于上升流速的顆粒沉淀下去和防止已沉淀下去的污泥受到進水水流的擾動而重新浮起，因而在沉淀區和污泥貯存區之間留有緩沖區，使這些沉淀池中略大于上升流速的顆粒或重新浮起的顆粒之間相互接觸后，再次沉淀下去。