化学沉淀法指向重金属废水中加入药剂通过化学反应使呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的化合物沉淀而去除。包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法和铁氧体共沉淀法等。其中中和沉淀法是应用最广的一种方法，向重金属废水中投加碱中和剂（通常为Ca(OH)2）使废水中的重金属形成溶解度较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀而去除。铁氧体共沉淀法是日本电气公司（NEC）研究出来的一种新技术，是近十年来刚出现的方法。向重金属废水中投加铁盐，通过工艺控制，达到有利于形成铁氧体的条件，使污水中多种重金属离子与铁盐生成稳定的铁氧体晶粒共沉淀，再通过磁力分离等手段，达到去除重金属离子的目的。采用铁氧体法处理重金属废水，发现重金属离子的半径接近铁离子、n(Fe2+ )/n(M2+)的值越大，磁性产物中金属的回收率、磁性产物的稳定性及饱和磁化率越大，且处理后的废水中各种金属离子的质量浓度均达到污水综合排放指标。
化学沉淀法是目前发展时间较长，工艺较成熟的方法。去除范围广、效率高、经济简便。但需要投加大量化学药剂，并以沉淀物的形式沉淀出来，存在二次污染问题。