L’eau utilisée peut être prélevée directement sur le réseau de distribution d’eau potable. C’est notamment le cas pour les petites installations industrielles ou les artisans, sous réserve qu’ils soient implantés à proximité des réseaux de distribution.

Cependant, c’est en général l’exploitant lui-même qui prélève l’eau dont il a besoin. Au contraire des prélèvements pour l’alimentation en eau potable, les deux tiers de l’eau proviennent des eaux de surface (rivières et lacs), plus rarement des eaux souterraines (d’après OFB, 2017).

Production d’électricité mise à part (en savoir plus sur l’eau et la production d’électricité), le secteur industriel bénéficie d’un peu moins de 8% de l’eau prélevée dans les milieux (d’après OFB, 2017), soit approximativement 3 des 38,5 milliards de mètres cubes prélevés en 2013 par exemple (en savoir voir plus sur les prélèvements). L’industrie chimique est la plus grosse utilisatrice, avec plus du quart des volumes prélevés.

Les autres secteurs qui utilisent des volumes importants sont l’industrie alimentaire, la fabrication de papiers et de cartons, et la gestion des déchets.

La banque nationale des prélèvements quantitatifs en eau (BNPE) recense les informations sur les prélèvements sur la ressource en eau en France métropolitaine et dans les départements d’outre-mer.

La répartition des prélèvements sur le territoire n’est pas homogène, ceux-ci étant plus élevés dans les secteurs où l’activité industrielle est plus importante, dans les grandes vallées fluviales notamment.

Une fois prélevée, l’eau est dite « brute ». Elle est parfois utilisée comme telle, mais doit généralement faire l’objet d’un traitement avant utilisation, en fonction des caractéristiques requises par l’activité industrielle : clarification, désinfection, potabilisation, déminéralisation, etc.
Par exemple, l’agroalimentaire peut nécessiter de l’eau potable, la production de médicaments de l’eau ultrapure, etc.

Lorsque l’exploitant prélève lui-même l’eau dans le milieu naturel, il doit se charger de réaliser ces traitements, ce qui lui impose de disposer d’une station de traitement. Une fois traitée, elle est qualifiée d’eau de procédé.

Dans le cas de la production de produits contenant de l’eau comme des boissons ou des peintures par exemple, une partie de l’eau utilisée est commercialisée directement en tant que produit élaboré. Elle n’est donc qu’en partie « rejetée ».

En dehors de ces cas particuliers, les eaux usées industrielles sont rejetées dans le milieu. Elles doivent donc faire l’objet d’une épuration afin d’être conformes aux normes qui s’imposent à l’installation industrielle : zéro rejet pour les polluants dangereux comme les PCB, valeurs maximales à ne pas dépasser pour d’autres substances potentiellement polluantes comme les phosphates, etc.

Pour réaliser ce traitement, l’exploitant peut passer une convention avec une station d’épuration collective et y rejeter directement ses eaux résiduaires, si les volumes à traiter sont faibles.

Néanmoins, pour plusieurs raisons (volumes trop importants, pollution spécifique, éloignement de la station d’épuration), l'installation industrielle dispose très souvent de son propre dispositif d’épuration.

Certains procédés industriels particuliers produisent une pollution de l’eau trop importante pour en permettre le rejet, même après traitement. Cette eau dite  « contaminée » est alors considérée comme un déchet dangereux et doit être éliminée conformément aux procédures applicables à ces déchets.