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Gemäß dem Prinzip der Abwasserreinigung werden wasserfremde bzw. schädliche Stoffe, die die Oberflächengewässerqualität bzw. die Gesundheit der Bevölkerung beeinträchtigen können, entweder biologisch abgebaut oder aber in den Klärschlamm überführt.
Die Klärschlammbestandteile können sowohl mineralischen, als auch organischen Ursprungs sein. Wird der Klärschlamm einer Faulung unterzogen, wird ein Teil der organischen Bestandteile biologisch abgebaut. Dabei entsteht Klärgas. Durch den hohen Methananteil ist das Klärgas ein hervorragender regenerativer Energieträger. Da jedoch nicht der komplette Anteil der organischen Bestandteile abgebaut wird, hat selbst ausgefaulter Klärschlamm noch einen Wert als Energieträger.
Doch nicht nur die in organischen Verbindungen gebundene chemische Energie macht Klärschlamm zu einer sekundären Ressource, sondern auch die in ihm enthaltenen Wertstoffe, zu denen vor allem die Nährstoffe Phosphor und Stickstoff zählen. Im Zuge der Entwicklung einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft wird dieser Aspekt an Bedeutung gewinnen.
Bevor Klärschlamm die Kläranlagen verlässt, wird er in der Regel mechanisch z. B. mit Zentrifugen entwässert. Durch die Reduzierung seines Wasseranteils von über 95% auf unter 80-70% reduziert sich auch die Menge bzw. das Volumen, das entsorgt werden muss. In manchen Fällen wird der Klärschlamm sogar einer Trocknung unterzogen, die den Trockenmasseanteil auf ca. 95% erhöhen kann.