A purificação e condicionamento de água são essenciais para torná-la adequada ao uso. Purificação remove impurezas como contaminantes biológicos: parasitas, bactérias, vírus e algas. Certos produtos químicos nocivos e partículas em suspensão também são filtrados. Às vezes, a água é "dura" e deve ser condicionada para ficar "macia", adequada a uso específico.
Água deve ser purificada para uso municipal, tornando-a potável. Fervura é um dos métodos mais antigos. Hoje, existem dispositivos como purificadores UV e elétricos. Purificadores UV usam energia solar para combater bactérias; purificadores elétricos usam eletricidade para o mesmo resultado.
A extensão da impureza não pode ser verificada visualmente. Água deve ser analisada quimicamente para determinar a quantidade exata de impureza. Existem vários métodos: método físico (filtração e sedimentação) - mais comum; método biológico (lodo ativado e filtros de areia lenta); métodos químicos (cloração e floculação); às vezes radiação eletromagnética.
Feito principalmente para uso industrial. Água contém íons dissolvidos de magnésio, cálcio, ferro ferroso e manganês, que a tornam dura. Água dura não serve para aplicações industriais ou farmacêuticas — deve ser condicionada para amolecer. Carbonato de sódio é o condicionador mais popular, reduzindo efetivamente a concentração desses íons.
O condicionamento é importante pois a água dura tem desvantagens: 1) Não permite limpeza adequada, pois não forma espuma (reação entre detergentes e íons metálicos); 2) Corrosão galvânica causada por eletrólitos e íons; 3) Calcita e aragonita (precipitados de cálcio e magnésio) formam-se em tubos e caldeiras, restringindo fluxo e reduzindo eficiência.
Tornaram-se imperativos pois impurezas causam doenças transmitidas pela água: amebíase, diarreia, hepatite A e tifo. OMS relatou em 2007 que 1,1 bilhão de pessoas não tinham água potável segura devido à contaminação industrial e natural. Cerca de 1,8 milhão de mortes causadas por diarreia. Portanto, é obrigatório melhorar a qualidade da água para consumo humano e uso industrial.