Thành phần của nước thải rất đa dạng. Có thể bao gồm danh sách dưới đây:

• Nước (hơn 95%), thường được thêm vào trong quá trình dội rác thải xuống đường cống;
• Các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn, virus, prion, giun sán;
• Các vi khuẩn vô hại;
• Các chất hữu cơ như phân, lông, tóc, thực phẩm, nguyên liệu thực vật, mùn...;
• Các chất hữu cơ hòa tan như u-rê, đường, protein hòa tan, dược phẩm...;
• Các hạt thể vô cơ như cát, sạn sỏi, hạt kim loại, gốm sứ...;
• Các chất vô cơ hòa tan như amoniac, muối, xyanua, H2S, thyoxinat,...;
• Động vật như động vật nguyên sinh, côn trùng...;
• Băng vệ sinh, bao cao su, tã, bơm kim tiêm, đồ chơi trẻ em, xác động vật, thực vật...;
• Các khí hydro sunfua, metan, cacbonic...;
• Các hệ nhũ tương như sơn, chất kết dính, màu nhuộm tóc,...;
• Các chất độc như thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc độc,...;
• Dược phẩm, hóc môn và các chất độc hại khác.