Vannrensing er en prosedyre som fjerner visse kjemikalier og andre uønskede stoffer fra vannet. Målet er å produsere vann som er egnet til et bestemt formål. Det meste drikkevann desinfiseres for å kunne drikkes, men vannrensingsprosessen kan også brukes til en rekke andre formål, for eksempel til medisinske, farmakologiske, kjemiske og industrielle formål. Filtrering, sedimentering og destillasjon, i tillegg til mange andre mer komplekse prosedyrer, er alle prosesser som brukes for å gjennomføre denne transformasjonen.

Rensing av vann kan redusere konsentrasjonen av partikler, inkludert svevestøv, parasitter, bakterier, alger, virus og sopp, samt redusere mengden av en rekke oppløste og partikulære stoffer som stammer fra overflater som kommer fra avrenning på grunn av regn.

Ulike myndigheter eller internasjonale organisasjoner er med på å fastsette standarder for drikkevann. Disse standardene inneholder vanligvis spesifikke krav til konsentrasjoner av forurensende stoffer, avhengig av hva vannet skal brukes til.

Vannkvaliteten kan ikke avgjøres utelukkende basert på visuell inspeksjon. Grunnleggende prosedyrer som koking eller bruk av et kullfilter er ikke tilstrekkelig for å behandle alle mulige forurensninger som kan finnes i vannet. Selv naturlig kildevann må testes før man kan avgjøre hva slags behandling som er nødvendig. Teknisk sett er det bare ved hjelp av kjemiske og mikrobiologiske analyser at man kan finne den mest effektive rensemetoden.

Reduksjon av dødsfall som følge av vannbaserte sykdommer er et viktig folkehelsefokus i utviklingsland. Over én milliard mennesker mangler tilgang til rent drikkevann, og ifølge en rapport fra Verdens helseorganisasjon (WHO) fra 2007 kan 88 prosent av de fire milliarder årlige tilfellene av diarésykdommer tilskrives usikkert vann og utilstrekkelige sanitærforhold og hygiene, samtidig som nesten to millioner mennesker dør av diarésykdommer hvert år. WHO anslår at 94 prosent av disse diarétilfellene kan forebygges ved hjelp av miljøforbedringer, inkludert tilgang til trygt vann. Enkle metoder for å behandle vann hjemme, som klorering, filtre og desinfeksjon ved hjelp av solenergi, og å oppbevare det i trygge beholdere, kan redde et stort antall liv hvert år.