中国水环境集团在建设实践中勇于探索、锐意进取，逐步形成和不断完善领先的核心技术体系和新型业务模式，实现了传统工艺的蜕变升华和核心技术的跨越发展，“四大创新业务模式”为集团领跑国内水环境行业提供了有力支撑。
流域性水环境综合治理——每个城市都有自己的“母亲河”，但在工业化和城镇化的快速发展进程中,“黑、臭”河道比比皆是，中国水环境集团拥有流域水环境综合治理的10大核心工程技术体系，深度修复河道自净生态系统，系统构建流域水环境生态。
区域性综合水环境治理—— 通过对区域水环境的系统研究、科学规划，统筹实施全地域、全板块、全领域的区域性供水、污水处理、再生水利用、污泥处置及流域生态等水环境综合治理，为全面解决和持续改善城镇化过程中政府和群众关心的生态环境问题提供优质服务。
高原湖泊水环境治理——创新运用“海绵农田”等多项控制性生态工程技术，对湖泊流域的内、外源进行综合治理和生态修复；统筹规划，“截流、治污、再生、回用、补水、调水、生态修复”，实现湖泊长治久清。
下沉式再生水处理系统——土地集约型、环境友好型、资源节约型的下沉式再生水处理系统，是传统污水处理厂的全面升级，占地仅为传统地面建厂的1/3，有效节约土地，节省管网等投资，并充分利用地上空间建设城市生态综合体，是人口密集、城市中心城区市政污水处理系统规划创新的必由之路。