治理河流污染是一项复杂的系统工程，目前国内外在使用的或已经过试验验证的污染河流治理技术主要有以下几种：
截污分流。截污是治理城市河流污染的重要方法之一，其原理是通过建设雨、污水管网，将原本直接排入城市河流的污水收集至城市污水处理厂或者人工湿地，经处理达标后再排放，从而削减了排入河流的污染物总量。截污分流法可以从根本上解决城市河流水污染的问题，但实施难度较大，涉及到水利、市政、道路等多个部门，因此一般需要通过行政手段辅助。
引水冲污。引水冲污实际上是通过清洁江河水置换河道的污染河水，将原污染河道中的污染物稀释或带入下游，从而降低河道的污染负荷，提高河水的自净能力。但引水冲污只能稀释或转移污染物，不能从根本上降低污染物总量，在当地水源不足时，需要外购清净水，成本较高。
底泥疏浚。底泥是河流污染的内源因素之一，底泥中的有机物在细菌作用下发生分解，会降低水中的溶解氧浓度，同时产生硫化氢、磷化氢等恶臭气体，使河水变黑变臭。底泥疏浚是通过底泥的疏挖减少底泥中污染物向水体的释放，能永久去除底泥中的污染物，有效减少内源污染，对改善河流水质有较好的作用，但该法工程量大，而且淤泥清除力度过大，会将大量的底栖生物、水生植物同时带出水体，破坏原有的生物链系统。而且疏浚过程中会产生大量的淤泥，如处理不善，会造成严重的二次污染。
曝气复氧。曝气复氧技术主要用于应对河道的突发污染，即在适当的位置针对河水进行人工复氧，提高水体的溶解氧水平，恢复水体中好氧生物的活力，使水体自净能力增强，从而改善河流的水质状况。曝气复氧法操作简单，有利于污泥絮凝和水质混合，但该过程无法迁出、转移、输出污染物的分解产物，可能导致河水中有机污染物浓度的反弹。
化学除藻。化学除藻是通过投加化学药品破坏水体中的胶原体，从而达到除藻的目的，根据添加剂的不同可分为除藻剂除藻、混凝沉淀剂除藻、化学氧化剂除藻。化学除藻的工艺简单，除藻速度快，可操作性强，但添加剂的使用量对除藻效果影响较大，如控制不当，会导致严重的二次污染。
重金属的化学固定。河流底泥中的重金属在一定条件下会以离子态或某种结合态进入水体，但通过加入碱性物质，调高河水的pH值，重金属会形成硅酸盐、碳酸盐、氢氧化物等难溶性沉淀物，固定在底泥中。该法见效快，操作简单，可有效抑制重金属以溶解态进入水体，但施用量不应太多，否则会对水生生态系统产生不良的影响。
生物接触氧化。生物接触氧化工艺主要依据天然河床、人工填充滤料等载体上附着的生物膜，在人工辅助曝气或者直接利用水中溶解氧的条件下，通过吸附、降解及过滤作用去除河水中的污染物。生物接触氧化法具有有机负荷高、载体比表面积大、处理效率高等特点。
生态修复。河流生态修复是指利用生态系统原理，采取各种方法修复受损的水体生态系统，恢复河流中生态群体及结构，使河流生态系统具有合理的组织结构和良好的运转功能，在长期或突发的扰动下能保持稳定。一般通过岸线工程和水体系统中生物多样性的修复来实现。该技术可以提高河水的自净能力，同时对污水中的污染物，尤其是COD、总氮和总磷有着良好的处理效果。
