水中膠體顆粒微小、表面水化和帶電使其具有穩定性，絮凝劑投加到水中后水解成帶電膠體與其周圍的離子組成雙電層結構的膠團。采用投藥后快速攪拌的方式，促進水中膠體雜質顆粒與絮凝劑水解成的膠團的碰撞機會和次數。水中的雜質顆粒在絮凝劑的作用下首先失去穩定性，然后相互凝聚成尺寸較大的顆粒，再在分離設施中沉淀下去或漂浮上來。
攪拌產生的速度梯度G和攪拌時間T的乘積GT可以間接表示在整個反應時間內顆粒碰撞的總次數，通過改變GT值可以控制混凝反應效果。一般控制GT值在104～105之間，考慮到雜質顆粒濃度對碰撞的影響，可以用GTC值作為表征混凝效果的控制參數，其中C表示污水中雜質顆粒的質量濃度，而且建議GTC值在100左右。
促使絮凝劑迅速向水中擴散，并與全部廢水混合均勻的過程就是混合。水中的雜質顆粒與絮凝劑作用，通過壓縮雙電層和電中和等機理，失去或降低穩定性，生成微絮粒的過程稱為凝聚。凝聚生成微絮粒在架橋物質和水流的攪動下，通過吸附架橋和沉淀物網捕等機理成長為大絮體的過程稱為絮凝。混合、凝聚和絮凝合起來稱為混凝，混合過程一般在混合池中完成，凝聚和絮凝在反應池中進行。