污泥机械脱水是以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制通过过滤介质，形成滤液；而固体颗粒被截留在介质上，形成滤饼，从而达到脱水的目的。污泥机械脱水方法有真空吸滤法、压滤法和离心法等。
真空过滤脱水目前应用较少，使用的机械称为真空过滤机，可用于经预处理后的初次沉淀污泥、化学污泥及消化污泥等的脱水。真空过滤机脱水的特点是能够连续生产，运行稳定，工序较复杂，运行费用较高。
压滤脱水采用板框压滤机。它的构造较简单，过滤推动力大，适用于各种污泥。但不能连续运行。
滚压脱水采用带式压滤机。其主要特点是把压力施加在滤布上，用滤布的压力和张力使污泥脱水，而不需要真空或加压设备，动力消耗少，可以连续生产。这种脱水方法目前应用广泛。
离心脱水中脱水的推动力是离心力，推动的对象是固相，离心力的大小可控制，比重力大几百倍甚至几万倍，因此脱水的效果也比浓缩好。离心机可连续操作，工作场所卫生条件好，占地面积小。但耗电量大，噪声大。
常见的污泥脱水机类型有：
滚压式污泥脱水机
板框式压滤机
带式压滤机
离心式污泥脱水机
叠螺式污泥脱水机