某些天然水体中引起巨大健康关注的化学物质通常是超量存在的天然氟化物、硝酸盐／ 亚硝酸盐和砷。
目前，一些商品化的水处理技术已经可用于去除化学污染物的小型设备。例如：使用 活性氧化铝或一些含有活性铁的产品的阴离子交换法可有效地降低超量的氟化物浓度；骨 炭也可用于去除氟化物；类似用于除氟的阴离子交换工艺也可用于除砷。由于污水排放污 染和农田径流经常出现在水中的硝酸盐／亚硝酸盐最好通过保护水源水免受污染的方式控 制。尽管消毒过程会使毒性较强的亚硝酸盐转化为毒性较弱的硝酸盐，但它们仍很难被去 除。另外，家用消毒设备可以清洁水质，减少肠胃感染的风险，肠胃疾病也是约３～６月大的 婴儿超量摄入亚硝酸盐／硝酸盐而导致高铁血红蛋白血症的诱发症之一。
阳离子交换树脂是家庭常用的软化水的设备，处理因高钙或镁浓度引起的高硬度水。 同时也可以去除包含铁和镭在内的一些金属。
颗粒活性炭和炭块可以有效地去除人造或天然有机物。不过由于活性炭或炭块最终会 失效，这种处理设备需要定期地清洗和更换，失效的速度取决于处理污染物的种类和污染物 在水中的浓度。反渗透工艺可以广泛地应用于去除大多数的无机和有机化学物质，但这种 工艺也有一定的选择性，且在低压小体积的设备中水的浪费非常严重。