Seperti namanya, pemilahan sampah adalah prosedur yang melibatkan pemisahan sampah yang disengaja ke dalam kategori yang berbeda seperti yang didefinisikan oleh penggunaan akhir untuk sampah. Artinya, pemisahan sampah ini biasanya ditujukan untuk tujuan yang berbeda, termasuk untuk pembuatan kompos, untuk tujuan daur ulang, atau bahkan untuk pembangkit listrik. Dengan demikian, pemilahan sampah dapat masuk dalam kategori seperti bahan berbasis kertas, bahan berbasis plastik dan bahan organik. Prosesnya juga bisa dimulai secara manual, atau bisa juga proses yang lebih industri yang membutuhkan penggunaan berbagai jenis mesin khusus yang telah dikembangkan untuk tujuan memilah berbagai jenis limbah ke dalam kategori yang telah ditentukan. Memang, beberapa perusahaan yang mengelola sampah memiliki semacam fasilitas pemilahan sampah untuk tujuan ini.
Contoh jenis pemilahan sampah yang dapat dimulai dan diamati pada tingkat individu adalah jenis yang umum di kota-kota di mana berbagai tempat sampah dilengkapi dengan indikasi yang jelas tentang jenis sampah yang harus dimasukkan ke dalamnya. Beberapa tempat sampah memiliki ilustrasi yang menunjukkan bahwa hanya kertas yang harus dimasukkan ke dalam tempat sampah, beberapa untuk puntung rokok, yang lain untuk plastik, dan sisanya bisa untuk jenis sampah lainnya. Selain itu, individu di rumah dapat memulai proses pemilahan sampah dengan membagi sampah ke dalam berbagai kategori sebelum dibuang. Beberapa perusahaan dan organisasi pemerintah bahkan menawarkan insentif, seperti kompensasi uang, kepada konsumen dengan imbalan mereka membawa botol dan plastik bekas.
Beberapa perusahaan telah secara khusus menciptakan fasilitas yang hanya ditujukan untuk penerapan pemilahan sampah skala besar dengan tujuan memisahkan berbagai sampah yang dikumpulkan ke dalam kategori yang berbeda. Salah satu tujuan penerapan pemilahan sampah adalah untuk memisahkan bahan yang akan didaur ulang, seperti plastik dan kertas. Bisa juga untuk pemisahan sampah ke dalam kategori umum sampah basah dan sampah kering. Prosesnya juga bisa untuk tujuan pemilahan sampah komersial, yang memiliki kumpulan bahan yang berbeda dari sampah rumah tangga. Dalam arti yang sama, limbah konstruksi juga dapat dipilah, dan bahan yang dihasilkan dari jenis kegiatan ini umumnya lebih besar daripada yang dihasilkan dari kegiatan kantor.