高速斜板沉澱池
深層濾池(生物/顆粒)
為提高濾水廠的出水量，一般都需要增加土地面積以興建新設施。在南廠重置的項目中，原地重置濾水設施並且增加出水量，是項目面臨的一項重大挑戰。成功的關鍵在於採用佔地少而先進的工藝，例如高速斜板沉澱池及深層濾池，減少濾水設施所需的佔地面積。
沙田濾水廠是全港第一間使用紫外線消毒食水的濾水廠。紫外線消毒可殺滅99.99%如隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲 (C&G) 等的病原體和病毒，或降低其活性。
臭氧可氧化原水中的雜質，例如鐵和錳。除此之外，臭氧有助除去原水的味道和氣味，以及抑制藻類生長，並且可提升深層生物過濾的處理效能。
熱成像安全監測系統可在昏暗的情況下啟動戶外保安攝錄機，因而可調暗沙田濾水廠戶外區域及道路的燈光，進而減輕對鄰近民居造成的光滋擾。此系統亦可加強沙田濾水廠的保安。
沙田濾水廠將會安裝一套50千瓦的太陽能發電系統。產生的電力會供應給廠内的設施使用。
沙田濾水廠是香港第二間利用水力渦輪機發電的濾水廠。即將安裝的水力渦輪發電機將原水從萬宜水庫下流至濾水廠而產生的剩餘位能轉成電力以供給廠房使用。
濾水廠將設有雨水收集系統，由綠化屋頂收集到的雨水經適當處理後會用作灌溉及戶外噴泉用途。
沙田濾水廠旨在打造一種綜合的設計，當中包括綠化屋頂、自然採光、柔和的陽光滲透以及高效益通風系統等，令建築物與外在地貎環境融合為一。
沙田濾水廠將擁有30%的總綠化面積。種滿本地原生品種的林木區、綠化屋頂以及建築物外緣的常綠植物，令整體外觀與周邊自然環境和鄰近的事物融為一體。
