水的深度處理主要在于去除原水中的微量有機污染物，國外采用深化水處理較為普遍，我國在水的深化處理方面還處于起步階段，大部分老水廠均未采用深度水處理，只是部分新水廠采用了活性炭吸附處理。
    目前水的深度處理主要包括：活性炭吸附、臭氧氧化、臭氧和活性炭聯用和生物活性炭。由于活性炭具有良好的吸附和過濾性能，所以被廣泛用于水的深度處理。活性炭的品種除粉末狀和顆粒狀外，近幾年又發展了球狀活性炭，浸透型活性炭和高分子涂層活性炭等新的品種。粉末活性炭多用于預處理，粒狀、球狀等活性炭多用于生物活性炭濾池起深度處理作用。活性炭對水中的致癌物與致突變物及其含酚化合物均有良好的去除效果。但由于活性炭的再生問題使制水成本大幅度增高，在我國的使用受到一定的限制。
    除利用臭氧的增氯化能力與活性炭濾池聯用外，目前國外還致力于用臭氧與生物活性炭(O3•BAC)對水做深度凈化處理的研究。它是當前去除水中有機物質的較為有效的一種深度處理方法，在日本引起極大的重視。