氧化还原法是使废水中的污染物在氧化还原的过程中，改变污染物的形态，将它们变成无毒或微毒的新物质，或转变成与水容易分离的形态，从而使废水得到净化。用氧化还原法处理废水中的有机污染物COD、BOD以及色、臭、味等，以及还原性无机污染物如CN^－、S^2－、Fe^2＋、Mn^2＋等。通过化学氧化，氧化分解废水中的污染物，使有毒物质无害化。而废水中许多金属离子，如汞、铜、镉、银、金、六价铬、镍等，通过还原法以固体金属为还原剂，还原废水中污染物使其从废水中置换出来，予以去除。氧化还原法又分为化学氧化法和化学还原法。

化学氧化法中，还有空气氧化、臭氧氧化、氯氧化、光氧化、湿空气氧化、超临界水氧化、高锰酸钾氧化等方法，在废水处理中得到不同程度的应用。但有的方法处理成本比较高。

化学还原法中，常用的有铁屑还原过滤法、亚硫酸盐还原法、硫酸亚铁还原法等，其中铁屑还原过滤法是将废水流经装有铁屑的过滤器中，废水中的铜、铬、汞等离子相应地与铁屑发生化学反应，通过沉淀去除。废水处理中常用硫酸亚铁和亚硫酸盐还原处理含铬废水等。如先加硫酸亚铁，将废水中六价铬变成三价铬，然后调pH为7.5～8.5，使生成氢氧化铬沉淀，得以去除。

6FeSO₄＋H₂Cr₂O₇＋6H₂SO₄→3Fe₂（SO₄）₃＋Cr₂（SO₄）₃＋7H₂O

Fe₂（SO₄）₃＋Cr₂（SO₄）₃＋12NaOH →2Cr（OH）₃↓＋2Fe（OH）₃↓＋6Na₂SO₄