污水三级处理是污水高级处理（又称深度处理）措施。
污水三级处理是污水经二级处理后，进一步去除污水中的其他污染成分（如；氮、磷、微细悬浮物、微量有机物和无机盐等）的工艺处理过程。主要方法有生物脱氮法、凝集沉淀法、砂滤法、硅藻土过滤法、活性炭过滤法、蒸发法、冷冻法、反渗透法、离子交换法和电渗析法等。

污水三级处理又叫深度处理，需要根据工程实际和用水要求确定水处理工艺。