污泥填埋是指运用一定工程措施将污泥埋于天然或人工开挖坑地内的处置方式。城镇污泥的填埋分为传统填埋、卫生填埋以及安全填埋等。
传统填埋是利用坑、塘和洼池等，将污泥集中堆置，不加掩盖。但是由于它特别容易污染水源和大气，因此是不可取的。卫生填埋始于20世纪60年代，它必须按一定的工程技术规范和卫生要求填埋污泥，即通过填充、堆平、压实、覆盖、再压实和封场等工序，渗滤液必须收集并处理，使污泥得到最终处置，并防止对周边环境产生的危害和污染。安全填埋是一种改进的卫生填埋方法，主要用来进行有害固体废弃物的处理和处置。
污泥填埋的投资量少、处理量大、效果明显，对污泥的卫生学指标和重金属指标要求比较低。但它也存在一些问题，如场地不易寻找，污泥运输和填埋场建设费用较高，填埋容量有限，有害成分的渗漏可能会造成地下水污染，填埋场的卫生、臭气会造成二次污染，污泥中含有的营养物质会为大量病原菌繁衍创造条件等。
根据我国国情和现有的经济条件，在相当长一段时间内脱水污泥填埋仍将是一种不可或缺的过渡性处置途径。以前我国有大量污泥堆场采用的是非卫生填埋方式，给环境带来严重污染，这种处置方式正逐渐被摒弃。
目前我国的填埋形式一般采用污泥与城市生活垃圾混和卫生填埋，北京高碑店污水处理厂将脱水污泥运到生活垃圾填埋场与垃圾混合填埋，但由于污泥的含水率较高，给填埋作业带来很多困难。污泥单独卫生填埋方式在国内应用不是很多，如1991年上海市桃浦地区建成了第一座污泥卫生试验填埋场，将曹杨污水处理厂污泥脱水后运至填埋场填埋处置，该场填埋占地3500m2;2004年上海白龙港污水处理厂建成了污泥专用填埋场，占地43km2。
