A ETE utiliza uma combinação de processos físicos, químicos e biológicos para remover sólidos, matéria orgânica, nutrientes e patógenos presentes no esgoto. Os sistemas de tratamento podem incluir etapas como gradeamento (remoção de sólidos grandes), sedimentação (para separar sólidos suspensos), tratamento biológico (uso de microorganismos para decompor matéria orgânica), e desinfecção (para eliminar patógenos).

Além disso, a ETE pode incorporar tecnologias avançadas, como a filtragem por membranas e processos de oxidação, para garantir a remoção eficiente de substâncias tóxicas e de difícil biodegradabilidade. O uso de tecnologias de ponta e a otimização dos processos ajudam a reduzir o impacto ambiental e melhorar a qualidade da água tratada, permitindo seu reuso para fins não potáveis, como irrigação ou processos industriais.

A operação e manutenção das ETEs requerem constante monitoramento da qualidade da água tratada, controle da carga orgânica e da eficiência do tratamento microbiológico.