水和空氣充沛接觸以交流氣態物質和去除水中揮發性物質的水處置辦法，或使氣體從水中逸出，如去除水的臭味或二氧化碳和硫化氫等有害氣體；或使氧氣溶入水中，以進步溶解氧濃度，到達除鐵、除錳或促進需氧微生物降解有機物的目的。
影響氣體在氣液兩相之間轉移速率的要素有：該氣體在氣相中的分壓和在液相中的濃度、溫度、兩相界面面積和水的組成等。在相同溫度和分壓下，一種氣體在水中的溶解度（常稱均衡濃度）是恒定的；當該氣體的濃度大于均衡濃度時，則從水中逸出；小于均衡濃度時，氣體溶入水中。水庫或湖泊常常由于藻類、原生動物和浮游生物的繁衍或動植物殘體的腐朽而有臭味。致臭物質通常是揮發性有機物，可用噴泉、多階跌水、多層穿孔板落水和多層焦炭盤落水等曝氣安裝，使水流分散成薄膜狀或液滴狀而將其去除。
公開水有時含有硫化氫、二氧化碳或過量的鐵、錳，也可用曝氣法處置。游離二氧化碳有腐蝕性，水的堿度較低時，曝氣后水可經石灰石濾床過濾，使二氧化碳轉化為碳酸根，這時濾床中要有較長的接觸時間。公開水中溶解的鐵、錳普通是低價的重碳酸鹽，和空氣接觸后，因游離二氧化碳濃度降低而溶解氧濃度進步，即能轉化為沉淀。鐵、錳含量普通不高，需氧不多，所以對曝氣的請求較低，而對接觸時間請求較高。
前者是緊縮空氣經過管道和布氣設備在水中構成細小的氣泡，向上浮動經過水層。后者是應用葉輪或旋刷猛烈攪動水面，不時以新的界面和大氣接觸,氣泡曝氣法和外表曝氣法除供氧外,還具有攪拌作用，使活性污泥維持懸浮狀態。關于曝氣池的結構和設備見活性污泥法。此外，氣泡曝氣法還用于廢水處置廠的沉砂池以沖洗沉渣和避免廢水墮落。
