Filtracja flokulacyjna łączy proces flokulacji z filtracją w celu usunięcia cząstek stałych z wody. Po pierwsze, flokulanty są wprowadzane do wody w celu agregacji drobnych cząstek w kłaczki. Te większe kłaczki mogą być następnie skutecznie usunięte przez jednostkę filtrującą, taką jak filtr piaskowy lub filtr membranowy. Technika ta jest często stosowana w uzdatnianiu wody pitnej i oczyszczaniu ścieków w celu zmniejszenia stężenia cząstek w wodzie i zwiększenia wydajności filtracji. Filtracja flokulacyjna jest szczególnie stosowana w przypadku silnie zanieczyszczonej wody, gdzie procesy czystej filtracji nie są wystarczające.