معالجة المياه أو تحلية المياه و هي العلم التطبيقي المختص بوضع و تحسين الطرق والآليات اللازمة للحصول على مياه نقية صالحة للشرب أو للصناعة أو لكافة الأغراض الصناعية و يهتم بهذا العلم التطبيقي الآن عدد كبير من الدول التي تعاني من نقص المياه و من المتوقع خلال العشر سنوات القادمة أن ينمو هذا العلم بشكل كبير نظرا لما هو متوقع من حدوث أزمات مائية في الكثير من دول العالم ، حيث أن بعض الاحصاءات تشير إلى وفاة مئات الألوف سنويا بسبب ندرة المياه النقية للزراعة و لا سيما للشرب، و يعتبر المهندسون الكيميائيون من أكثر المتخصصين العاملين في هذا المجال حيث تقوم على اكتافهم انشطة التطوير و التحسين لآليات المعالجة والتحلية مثل تطوير صناعة الأغشية و البحث عن مصادر خزن للطاقة لتستعمل في التحلية كما يقوم المهندسون الكيميائيون بتقديم الدراسات اللازمة لتقليل كلفة المياه المحلاه حيث أن كلفة المعالجة تعتبر من الهواجس التي تؤرق العالم الحديث ، كما أن استهلاك الطاقة أيضا تعتبر من المشاكل الهامة و العقبات الصعبة والتي تحتاج إلى تذليل. و معالجة المياه هي المسمى العام لعدة عمليات صناعية مثل تحلية مياه الآبار و تحلية مياه البحر ، تنقية المياه للأنهار و البحيرات و معالجة الصرف الصحي و معالجة الصرف الصناعي.