凝集沈殿、ろ過、消毒等の過程で行われる通常の浄水処理では十分に対応できない、カビ臭原因物質、トリハロメタンのもととなる物質、アンモニア性窒素などの処理を目的とした浄水処理。例えば、東京都水道局・金町浄水場の高度浄水施設では、沈殿池と急速ろ過池の間にオゾン処理と生物活性炭吸着処理を組み込んでいる。東京都水道局は「安全でおいしい水プロジェクト」を実施、高度浄水処理水をペットボトルに詰めた「東京水」を販売している。