污水土地处理时在人工调控下利用土壤——微生物——植物组成的生态系统使污水中的污染物净化的处理方法。在污染物得以净化的同时，水中的营养物质和水分也得以循环利用。因此，土地处理是使污水资源化、无害化和稳定化的处理利用系统。
污水土地系统的净化机理十分复杂，它包含了物理过滤、物理吸附、物理化学吸附、化学反应和化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程。因此处理系统中的净化是一个综合净化过程。主要污染物的去除途径如下：
（1）悬浮物质的去除。污水中的悬浮物质时依靠作物和土壤颗粒间的孔隙截留、过滤去除的。土壤颗粒的大小、颗粒间孔隙的形状、大小、分布和水流通道，以及悬浮物的性质、大小和浓度等都影响对悬浮物的截留过滤效果。若悬浮物浓度太高、颗粒太大会引起土壤堵塞。
（2）BOD的去除。BOD大部分是在土壤表层土中去除的，土壤中含有大量的种类繁多的异养型微生物，他们能对被过滤、截留在土壤颗粒空隙间的悬浮有机物和溶解有机物进行生物降解，并合成微生物新细胞。当处理水的BOD负荷超过土壤微生物分解BOD的生物氧化能力时，会引起厌氧状态或土壤堵塞。
（3）磷和氮的去除。在污水土地处理中，磷主要是通过植物吸收，化学反应和沉淀（与土壤中的钙、铝、铁等离子形成难溶的磷酸盐），物理吸附和沉积（土壤中的黏土矿物对磷酸盐的吸附和沉淀），物理化学吸附（离子交换、络合吸附）等方式被去除。其去除效果受土壤结构、离子交换容量、铁、铝氧化物和植物对磷的吸收等因素影响。
氮主要是通过植物吸收、微生物脱氮（氨化、硝化、反硝化）、挥发、渗出（氨在碱性条件下逸出、硝酸盐的渗出）等方式被去除。其去除率受作物的类型、生长期、对氮的吸收能力以及土地处理系统的工艺等因素影响。
