Et vannverk er et anlegg for å preparere og distribuere drikkevann. Et vannverk har normalt en sjø eller en elv som kilde og suger ferskvann inn i et anlegg som renser vannet. Andre vannkilder kan være is, regnvann og brønner. Til og med saltvann gjøres drikkbart ved fordampning og kondensering.
Det første trinnet i rensing av drikkevann er filtrering. Endel ferskvannskilder er vann og innsjøer som har fått tilført så mye planterester at det er myr langs bredden av vannet og økende mengder bunnslam i bunnen av vannet. Slike planterester gir vannet en rødbrun farge. Ved senere klorbehandling av vannet gir planterestene klorerte hydrokarboner som kan være kreftfremkallende. Vår og høst vil sprangskiftet gi vertikale strømninger i vannet med økende fare for at planterester og forurensninger kommer inn i vanninntaket.
Etter filtreringen kan det tilsettes kjemikalier som klor for å uskadeliggjøre bakterier i vannet. Dersom vannet er surt eller basisk kan det være aktuelt å tilsette lut eller saltsyre og dermed få nøytral pH i drikkevannet. Ved spesielle forurensinger kan det være aktuelt å tilsette kjemikalier som gir en utfelling ved at det dannes faste stoffer av en kjemisk reaksjon mellom forurensingen og det tilsatte kjemikaliet. Vannet bør da lagres i et stort utfellingskar lenge nok til at de faste stoffene synker til bunnen.
Flere vannverk har montert anlegg for ultrafiolett lysbehandling av vannet, som også er effektivt mot bakterier og virus.