Seorang insinyur air limbah melakukan berbagai tugas yang berkaitan dengan desain, pemeliharaan dan perbaikan sistem pengolahan air limbah. Ini dapat mencakup semuanya, mulai dari saluran air dan pipa hingga pabrik pengolahan bahan kimia. Para profesional bekerja untuk mencapai pembuangan air bekas yang aman, mengolahnya dengan benar, dan membuangnya dengan aman. Di sebagian besar kota maju, ini melibatkan sistem saluran pembuangan; di lebih banyak daerah pedesaan, biasanya melibatkan sistem septik. Rekayasa air limbah adalah sub-disiplin bidang teknik lingkungan yang lebih besar, yang mencakup bidang lain seperti pengelolaan limbah padat, pencegahan polusi, dan ekologi.
Seorang insinyur air limbah harus mampu membuat konsep dan secara praktis menilai saluran pembuangan perumahan, sistem septik dan pusat pengolahan air untuk merancang, menerapkan dan memeliharanya. Para profesional bekerja untuk merancang dan memelihara sistem yang menangani air limbah dalam jumlah besar, menyiapkan proses yang efisien dan efektif untuk mendetoksifikasinya dan membuang produk sampingan yang berbahaya dari limbah mentah sebelum mengirimkannya kembali ke saluran air. Sistem yang lebih baru semakin bergantung pada desain berbantuan komputer (CAD) dan alat teknologi lainnya, dan hampir semua sistem pembuangan limbah dipantau melalui komputer. Oleh karena itu, kecerdasan teknologi merupakan aset yang semakin penting di antara para insinyur air limbah.
Karir di bidang teknik air limbah dapat berupa sektor publik atau swasta. Pemerintah negara bagian dan lokal seringkali memiliki departemen air limbah mereka sendiri, tetapi banyak yang mengalihdayakan pekerjaan tersebut ke kontraktor swasta. Terlepas dari apakah dipekerjakan oleh perusahaan swasta atau kota, insinyur air limbah harus mengenal dan membuat desain mereka sesuai dengan peraturan pemerintah yang berlaku, yang pasti berbeda dari satu yurisdiksi ke yurisdiksi lainnya.
Seorang insinyur air limbah harus memiliki setidaknya gelar sarjana di beberapa bidang teknik. Insinyur yang berharap untuk naik dalam profesi biasanya perlu mendapatkan setidaknya gelar master. Namun, biaya pendidikan semacam itu biasanya sepadan, karena ahli air limbah dapat menghasilkan banyak uang selama berkarir. Sebagian besar wilayah membutuhkan insinyur dari semua lini untuk memiliki lisensi atau sertifikasi, yang bersama dengan keberadaan asosiasi profesional, memberikan tingkat keamanan kerja pada karier.
Pekerjaan mengelola air limbah telah berubah secara dramatis sepanjang sejarah. Bangsa Romawi kuno menempatkan persediaan besar dalam pengiriman air tawar dan sistem pembuangan limbah yang efisien, dan merancang cara yang sangat canggih untuk mengangkut air jarak jauh. Selama periode Abad Pertengahan cara-cara ini hilang, dan akibatnya kesehatan masyarakat dan kualitas hidup semua orang kecuali yang terkaya dan terpenting menderita. Baru pada abad ke-18 dan ke-19 teknik-teknik yang dikenali oleh seorang insinyur air limbah modern dikembangkan.