根據《室外排水設計規範GB50014-2006》（2016版）第2.1.28定義

“二級處理（secondary treatment）：汙水一級處理後，再用生物方法進一步去除汙水中膠體和溶解性有機物的過程。”

更詳細一點描述如下：

二級處理的主要任務是去除汙水中呈膠體和溶解狀態的有機汙染物（即BOD5物質），以及能使湖泊、水庫等緩流水體富營養化的氮、磷等可溶性無機汙染物。

BOD5的去除率可達90%以上，處理後汙水的BOD5一般可降至20~30mg/L。在一般情況下，城鎮汙水經二級處理後，水質即可達到排放標準。

而城鎮汙水處理的級別，按處理程度劃分一般分為三級。

一級處理：主要任務是去除汙水中呈懸浮或漂浮狀態的固體物質，多采用汙水物理處理法中的各種處理單位，如格柵、沉砂池、沉澱池，BOD5去除率只有30%左右。

二級處理：（除上述已描述內容外）由於通常多采用生物處理作為主體工藝，故人們常把生物處理與二級處理看做同義詞，中國多采用活性汙泥法。

三級處理：進一步去除二級處理未能去除的汙染物質，包括微生物未能降解的有機物以及可導致水體富營養化的植物營養性無機物。三級處理後BOD5可降至5mg/L。同時去除大部分氮、磷。