Pengelolaan limbah melibatkan pengumpulan, pengangkutan, pemrosesan, dan daur ulang atau pembuangan limbah padat, cair, dan gas dengan cara yang ramah lingkungan. Industri pengelolaan limbah terdiri dari entitas yang bertanggung jawab atas tugas ini. Di banyak daerah, pengelolaan sampah dilakukan oleh perusahaan swasta baik secara langsung atau berdasarkan kontrak dengan pemerintah daerah, sementara yurisdiksi lain menangani sampah melalui lembaga pemerintah daerah.
Secara tradisional, limbah padat dikumpulkan dari konsumen dan diangkut ke tempat pembuangan akhir. Karena jumlah limbah padat perkotaan (MSW) telah tumbuh, kekhawatiran tentang metode pembuangan telah meningkat. Tidak hanya ada kekurangan tempat pembuangan sampah di beberapa daerah, tetapi kemajuan ilmiah telah mengungkapkan sejumlah masalah lingkungan mengenai kontaminasi dari tempat pembuangan sampah yang tidak diolah. Selain menemukan metode alternatif pembuangan sampah, industri pengelolaan sampah telah merevisi pengelolaan TPA-nya. Tempat pembuangan sampah di AS dan banyak wilayah lain sekarang memiliki lapisan tanah liat, dan sampah disebar, dipadatkan, dan kemudian ditutup dengan kotoran setiap hari.
Industri pengelolaan limbah juga telah menjadi pemimpin global dalam daur ulang. Jepang mungkin memiliki rekor keberhasilan terbaik hingga saat ini, dengan lebih dari 70% sampah kota didaur ulang. Di AS, jumlah ini kira-kira 33%, dan di Inggris totalnya sedikit lebih dari seperempat dari MSW yang dihasilkan. Daur ulang tidak hanya mengurangi pembuangan limbah, tetapi juga menghemat energi produksi.
Ada sejumlah pilihan pembuangan lain yang digunakan oleh industri pengelolaan sampah untuk mengurangi kebutuhan tempat pembuangan akhir. Insinerasi adalah teknologi yang matang, tetapi beberapa pabrik sekarang dilengkapi untuk mengubah limbah yang mereka bakar menjadi energi dalam bentuk panas, listrik, atau gas. Banyak dari fasilitas ini memilah produk daur ulang terlebih dahulu, dan kemudian menggunakan panas dari insinerator untuk mengubah air menjadi uap untuk menjalankan pabrik, atau untuk menghasilkan listrik. Jepang telah sangat berhasil dalam menggunakan energi dari limbah yang diproses di pabrik pengolahan termal canggih (ATT) untuk memasok sebagian kebutuhan listrik kota mereka. Pabrik ATT skala besar juga telah dibangun di Eropa dan Amerika Utara
Limbah dapat diolah dengan proses panas, kimia, biologi dan fisik. Salah satu pilihan pembuangan biologis sedang dieksplorasi oleh industri pengelolaan limbah adalah penggunaan pencernaan aerobik. Pada tahun 2002, stasiun pemindahan limbah Thomley di County Durhan, Inggris, dibuka dengan dua menara pencernaan aerobik. Pabrik ini memproses MSW yang tidak dipisahkan, berhasil mengalihkan lebih dari 70% limbah yang diproses dari tempat pembuangan akhir atau insinerator.
Beberapa sektor industri pengelolaan limbah mengkhususkan diri dalam pembuangan limbah berbahaya, beracun atau medis. Perusahaan-perusahaan ini menangani pembuangan asbes, pembersihan situs beracun, dan pembuangan zat yang tidak dapat disimpan di tempat pembuangan sampah. Banyak negara dan lembaga pemerintah setempat memiliki peraturan khusus yang mewajibkan pembuangan barang-barang tersebut. Ini biasanya melibatkan pengolahan limbah sedemikian rupa agar tidak berbahaya atau setidaknya kurang beracun, serta metode pembuangan akhir. Limbah cair beracun sering diendapkan ke sumur injeksi bawah tanah yang diatur secara ketat untuk mencegah kontaminasi air minum.