Como todas as formas de vida biológica, os seres humanos produzem resíduos. O que fazer com os resíduos de grandes populações, como uma cidade, tem sido um problema ao longo dos séculos. Nos tempos modernos, o esgoto é tratado em grandes estações, poluentes são removidos e a água é devolvida ao meio ambiente. Especialistas continuam a refinar métodos para tratar resíduos e minimizar seu impacto ambiental.
Água cinza é água residual livre de urina ou fezes humanas. Provém de chuveiros, banheiras, pias e máquinas de lavar. A Organização Mundial da Saúde (OMS) recomenda usar água cinza para descargas de vasos sanitários, irrigação de jardins ou grandes projetos de irrigação. Ao reciclar água cinza, a água potável é preservada.
Água negra é efluente com urina e fezes. É difícil de usar devido à presença de patógenos como E. coli. A OMS afirma que água negra tratada é útil para fertilização e irrigação não comestíveis, como campos de esportes ou fazendas de árvores. A Simply Green Biofuels, em New Hampshire, experimenta usar água negra para fertilizar uma espécie de alga que produz óleo.
Esgoto de água de chuva é o escoamento de telhados, ruas e outras fontes que vai para galerias pluviais. Essa água pode irrigar culturas e descarregar vasos sanitários. Em essência, substitui o uso de água potável. Produzir água potável é um processo intensivo em energia, exigindo grandes estações que usam eletricidade. Para evitar confusão nas tubulações de residências e edifícios, a OMS recomenda tingir a água reciclada de verde, para fácil identificação.
Em 2011, a pesquisa e desenvolvimento do uso eficiente de água de esgoto estava em fase inicial. A General Electric possui uma área "Ecoimagination", onde pessoas submetem ideias ecológicas. Alguém propôs instalar geradores hidrelétricos em grandes aberturas de drenagem pluvial. Quando chove, o fluxo giraria turbinas acopladas a geradores, produzindo eletricidade.