Las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) abarcan una variedad de procesos desde etapas preliminares hasta avanzadas. Los tratamientos convencionales son cada vez más inadecuados para manejar contaminantes emergentes, en particular compuestos orgánicos con potencial carcinogénico que representan riesgos para los acuíferos. Los avances recientes priorizan la integración de Procesos de Oxidación Avanzada (POAs) y adsorbentes con métodos convencionales para retener eficazmente los contaminantes orgánicos y mejorar la mineralización. Existe una creciente preferencia por enfoques no químicos o mínimamente químicos. Innovaciones como la combinación de ozono y otros procesos biológicos con métodos foto-sono-asistidos, junto con la integración de POAs con adsorbentes, son prometedoras. Estos enfoques aprovechan reacciones asistidas por catalizadores para optimizar la eficiencia de la oxidación. Esta revisión tiene como objetivo proporcionar una perspectiva holística sobre los procesos de las PTAR, desde la entrada de aguas residuales hasta la producción de agua potable, destacando tecnologías clave, desafíos operativos y tendencias futuras. El enfoque se centra en avanzar en prácticas sostenibles y mejorar la eficacia del tratamiento para salvaguardar la calidad del agua y abordar de manera efectiva las preocupaciones ambientales en evolución.