Gjenvinning av ressursene i avløpsvann består gjerne av to trinn: kildeseparering og gjenvinning av energi og materiale. I det første trinnet separeres gråvann (vask og dusj) fra svartvann (toalett og urinal). Mens svartvannet som regel går til behandling i private eller kommunale anlegg, kan gråvannet gå til gjenvinning på stedet, dvs. i lokalet eller i umiddelbar nærhet. Energien gjennvinnes med hjelp av varmevekslere, og brukes gjerne til foroppvarming av tappevann eller som høyverdig kilde til varmepumper for oppvarming av hus eller tappevann. Vannet renses og kan så benyttes til for eksempel spyling i toalett, eller direkte til vanning av planter i private husholdninger, borettslag, kommunale anlegg eller i jordbruk. Gjenvinning av avløpsvann bidrar til reduksjon i bruken av tappevann ved at gråvann kan benyttes istedenfor tappevann. Toalettavfall kan ev. sammen med organisk kjøkkenavfall bli omgjort til organisk gjødsel (som inneholder blant annet fosfor, nitrogen og kalium) og biogass og restene kan gå til energigjenvinning. Avløpsvannet blir omgjort fra å være et stort samfunnsproblem til noe verdifullt, en kilde til nytt nødvendig vann, lettomdannelig organisk gjødsel og fornybar energi, til nytte for landbruk og samfunnet generelt.