Oxidantes como o oxigénio molecular, o ozono e o peróxido de hidrogénio são utilizados nos tratamentos de águas residuais por via química oxidativa podendo atuar por si próprios, ou ser ativados por meio de um catalisador, ou fotocatalisador, adequado. Sendo os tratamentos químicos processos definitivos por natureza, é possível apontar à mineralização completa dos poluentes presentes. Contudo, raramente é esse o caso, quando se procura uma solução racional do ponto de vista económico. No caso de efluentes industriais recorre-se muitas vezes a tratamentos diferenciados, com vista a uma degradação oxidativa parcial.