De fundamentele kenmerken van waterbehandelingsapparatuur komen vooral tot uiting in de diversiteit aan behandelingsmethoden, systeemintegratie, continue werking en brede aanpasbaarheid aan de waterkwaliteitseisen.
Moderne waterbehandelingsapparatuur is doorgaans niet een apparaat met één-functie, maar eerder een combinatie van meerdere behandelingseenheden, zoals een combinatie van voorbehandeling, kernbehandeling en na-nabehandeling. Systemen die gebruik maken van omgekeerde osmose of membraanbioreactor vereisen bijvoorbeeld vaak coördinatie in meerdere- fasen, inclusief front--filtratie en back-- desinfectie, om stabiel effluent te garanderen.
De meeste waterbehandelingsapparatuur maakt gebruik van PLC-besturingssystemen om het starten-van de pomp, de drukregeling, het terugspoelen en de chemische doseringsprocessen te automatiseren, waardoor handmatige tussenkomst wordt verminderd. Tegelijkertijd is de apparatuur meestal ontworpen voor continu gebruik om te voldoen aan de ononderbroken toevoerbehoeften van industrieel of gemeentelijk water.
Waterbehandelingsapparatuur moet omgaan met verschillende variaties in de waterkwaliteit, zoals schommelingen in de troebelheid, het zoutgehalte of de concentratie van organisch materiaal. Daarom beschikt het systeem doorgaans over een bepaalde buffer- en regelcapaciteit, waardoor de stabiliteit van het effluent wordt gegarandeerd door behandeling in meerdere- fasen of procesredundantie. MBR-systemen kunnen bijvoorbeeld stabiele zuiveringsresultaten behouden, zelfs bij hoge slibconcentraties.
Waterbehandelingsapparatuur vereist doorgaans regelmatig onderhoud, zoals membraanreiniging, vervanging van filtermedia of kalibratie van het doseersysteem. Het verbruikt ook energie tijdens het gebruik, vooral membraansystemen en drukbehoudprocessen, die hoge eisen stellen aan het pompen en de drukregeling. Daarom moet tijdens de ontwerpfase vaak een evenwicht worden gevonden tussen de efficiëntie van de behandeling en de exploitatiekosten.