水处理药剂的应用领域按照终端客户水处理的对象和方式的不同，一般可以分为：工业水处理、市政/饮用水处理、污水/废水处理、海水淡化。
(1)工业用水
工业用水在整个国家工业体系中担负着非常重要的角色。目前，我国工业用水占城市水资源使用量的80%左右。其中，工业用水中冷却水用量居首位，一般在60%以上。工业节水是保护水资源的重要环节，节水首先要从工业用水入手，冷却水成为首要目标，节约冷却水的主要方式就是采用循环冷却方式，并提高浓缩倍数。
工业用冷却水一般分为两种类型：直流冷却水和循环冷却水。直流冷却水把用于冷却的水直接排放到江河湖泊，属于一次性使用，造成资源浪费。循环冷却水是把使用过的水通过冷却塔降温后再次用于冷却，整个水系统是处于一个不断循环的动态过程之中，属于多次使用。循环水冷却系统分为封闭式和敞开式。敞开式循环水冷却系统的冷却水是通过冷却塔来冷却的，冷却水再循环过程中会与空气接触，水量会发生变化，水中的各种矿物质和离子含量会不断浓缩增加，需对系统定量补水，并排出定量的浓缩水。封闭式循环冷却水系统采用封闭式冷却设备，水在管中流动，不直接暴露在空气中，回水的热量被其它换热介质取走以达到降温的作用。循环水冷却系统需要解决管线和设备的结聚、腐蚀和微生物问题。
工业循环水处理使用的药剂主要有阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂、清洗剂、预膜剂等。
工业锅炉用水也是工业用水的重要部分。工业锅炉是一种常见的能量装换设备，用来生产蒸汽或加热水，广泛地应用于电力、机械、化工等工业部门及人们的日常生活中。按照锅炉产生的蒸汽压力可分为：高压锅炉、中压锅炉、低压锅炉;按照锅炉的流量可分为大容量(大型))锅炉、中容量(中型)锅炉、小容量(小型)锅炉。
工业锅炉用水的水源一般为自来水和地下水，使用未经处理的水容易对锅炉造成结垢、腐蚀和汽水共腾等危害。结垢直接影响传热和汽水正常循环，形成垢下腐蚀，浪费燃料，缩短锅炉寿命，严重时引发胀管、变形或爆管事故。腐蚀则直接影响材料强度，严重时造成裂纹、泄漏甚至爆炸事故。汽水共腾直接影响蒸汽质量，可能导致过热器及其它用汽设备结垢甚至引起安全事故。为锅炉提供合格的水，是保证锅炉安全经济运行必不可少的手段。工业锅炉水处理的常用方法有锅外水处理和锅内水处理，使用的药剂主要有：缓蚀阻垢剂、除氧剂、给水降碱剂、离子交换剂、再生剂、软化剂、碱度调节剂、清垢剂等。
(2)市政/饮用水处理
饮用水的生产对社会是至关重要的，为了确保公众卫生安全、减少或消除水源性疾病的出现，在生产合格生活用水的过程中，必须添加合适的水处理化学品使出厂的水质达到国家标准。重点需要处理的环节有：藻类控制，减少水库中有毒或有气味的藻类;絮凝过程，去除悬浮和胶体固体如粘土;软化过程，去除钙盐和镁盐，特别是碳酸盐和重碳酸盐;腐蚀控制，用来减少对管道的腐蚀;杀菌消毒等。
市政/饮用水处理涉及到的水处理药剂一般有：杀菌灭藻剂、絮凝剂、缓蚀剂等。
(3)污水/废水处理
从水处理的角度来看，水是一种可再生资源。废水通常包含有害毒素、细菌、油脂、油、重金属、来自药品的杂质、营养物质、病毒和其他杂质。如果将污水/废水直接排放到自然环境中，这些污染物会扰乱生态系统和生命周期。将污水中的全部污染物清除出去，需要将几个单独的污水处理方法结合起来，实现层层净化，逐级过滤，直至将水中污染物彻底清除。一个完整而高效的污水处理系统分为三级：一级处理、二级处理、三级处理。
一级处理处于整个污水处理系统最底层，主要用来除掉水中较大的悬浮物，一般采用物理除污法，通常使用明矾或者炭块等对污水中的较大悬浮物进行吸附清除，吸附后的污水进入二级处理。二级处理是指运用生物化学处理法对水中的呈胶体状态和呈溶解状态的有机污染物进行清除，借助生物化学反应来沉淀水中的有机污染物，经过处理的污水基本达到排放要求，可以满足特定用途的回用。二级处理通常借助流动床生物膜工艺进行，借助粘附在填料上的微生物自己繁殖形成生物膜来在水中进行挂膜，借此来处理水中污质。主要原理是通过水中生物将水中的有机物降解而达到处理污水的目的。三级处理是对污水进行的最高层次的处理，污水将在这一环节得到最大限度的解污，三级处理又称深度处理，主要是针对污水中难以被生物降解的有机物、溶解盐类进行溶解，深度处理后的工艺污水水质较好，可以直接投入工业生产的使用中，污水处理的目的基本实现。污水处理涉及到的水处理药剂一般有絮凝剂、污泥脱水剂、消泡剂、螯合剂、脱色剂等。
(4)海水淡化
海水淡化发展始于20世纪60年代，经过近几十年的发展，海水淡化技术已经相对比较成熟。其中，蒸馏法和膜法已成为主流技术。目前，在国际上蒸馏法仍然在整个海水淡化市场中占主导地位，但是其发展速度却落后于反渗透法。蒸馏法是指利用热能进行海水淡化的方法，包括多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MED)、压汽蒸馏(VC)等。膜法主要是利用膜的选择透过性进行盐水分离达到海水淡化的目的，主要包括反渗透法(RO)和电渗析法(ED)。海水淡化的工业化操作一般要高于常规水资源开发利用成本。海水淡化成本包括能源费、药剂费、设备费、管理费等。未来随着海水淡化在人类生产、生活用水所占份额逐渐加大，水处理药剂在海水淡化领域的需求会不断增加。
对于膜法而言，在海水淡化操作过程中，由于海水温度、pH、离子浓度等变化，海水中钙、镁离子可能生成碳酸盐、硫酸盐、氢氧化物沉淀，堵塞膜孔，降低膜的透水率，因此需要在水中添加阻垢缓释剂、清洁剂、絮凝剂、阻垢分散剂等药剂，为减少结垢沉积对反渗透膜的影响。对于蒸馏法来讲，容易产生锅垢从而降低蒸发效率，可以通过海水进行预处理来减少影响，向原水中加入聚磷酸盐、有机磷酸，膦基聚羧酸等进行水质软化，对钙，镁离子以及其他金属离子螯合作用使其不易沉淀，阻止水垢的形成。
