Il existe quatre grandes familles de procédés de traitement de déchets : biologique, mécanique, physico-chimique et thermique.

Le choix d’une famille dépend principalement de la nature du déchet à traiter (contenu en polluants, caractéristiques physiques, chimiques et/ou biologiques) et des objectifs de valorisation matière, énergétique et agronomique. A noter le cas particulier où certains traitements qui n’ont pas un objectif de valorisation mais de préparation avant mise en décharge.

Les procédés de traitement biologique dégradent la matière organique contenue dans les déchets. Selon les procédés et les déchets traités, ils permettent une valorisation énergétique (production de biogaz) et/ou agronomique (production de compost ou de digestat).
- méthanisation (traitement biologique anaérobie)
- compostage (traitement biologique aérobie)

Les procédés de traitement mécanique sont utilisés d’une part pour extraire des déchets une fraction qui fera l’objet d’une valorisation matière ou énergétique et d’autre part pour conditionner les déchets.
- procédés de tri (granulométrique, densimétrique, balistique, aérolique, optique, magnétique, à courant de Foulcault, radioactivité,..)
- extrusion
- mise en balle, broyage (conditionnement)