沉澱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築物，是廢水處理中應用最廣泛的處理單元之一，可用於廢水的處理、生物處理的後處理以及深度處理。在沉砂池應用沉澱原理可以去除水中的無機雜質，在初沉池應用沉澱原理可以去除水中的懸浮物和其他固體物，在二沉池應用沉澱原理可以去除生物處理出水中的活性汙泥，在濃縮池應用沉澱原理分離汙泥中的水分、使汙泥得到濃縮，在深度處理領域對二沉池出水加絮凝劑混凝反應後應用沉澱原理可以去除水中的懸浮物。

沉澱池包括進水區、沉澱區、緩衝區、汙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澱池，避免短流和減少紊流對沉澱產牛的不利影響，同時減少死水區、提高沉澱池的容積利用率；沉澱區也稱澄清區，即沉澱池的工作區，足可沉澱顆粒與廢水分離的區域；汙泥區是汙泥貯存、濃縮和排出的區域；緩衝區則是分隔沉澱區和汙泥區的水層區域，保證已經沉澱的顆粒不因水流攪動而再行浮起。

沉澱池是利用水流中懸浮雜質顆粒向下沉澱速度大於水流向卜流動速度、或向下沉澱時間小於水流流出沉澱池的時間時能與水流分離的原理實現水的淨化。

理想沉澱池的處理效率只與表面負荷有關，即與沉澱池的表面積有關，而與沉澱池的深度無關，池深只與汙泥貯存的時間和數量及防止汙泥受到沖刷等因素有關。而在實際連續執行的沉澱池中，由於水流從出水堰頂溢流會帶來水流的上升流速，因此沉澱速度小於上升流速的顆粒會隨水流走，沉澱速度等於卜-升流速的顆粒會懸浮在池中，只有沉澱速度大於上升流速的顆粒才會在池中沉澱下去。而沉澱顆粒在沉澱池中沉澱到池底的時間與水流在沉澱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澱池等淺層沉澱池的理論依據所在。為了使沉澱池中略大於上升流速的顆粒沉澱下去和防止已沉澱下去的汙泥受到進水水流的擾動而重新浮起，因而在沉澱區和汙泥貯存區之間留有緩衝區，使這些沉澱池中略大於上升流速的顆粒或重新浮起的顆粒之間相互接觸後，再次沉澱下去。