Teorik temeli "yığınlaşma" teorisidir. Topaklayıcılar öncelikle pozitif (veya negatif) yüklü grupları ve negatif (veya pozitif) yüklü, sudaki-ayrılması zor-parçacıkları birbirine yaklaştırarak, potansiyellerini düşürerek ve onları kararsız bir duruma sokarak çalışırlar. Toplanma özellikleri daha sonra bu parçacıkların bir araya toplanmasına neden olarak fiziksel veya kimyasal yöntemlerle ayrılmalarına olanak tanır.
Bu amaca ulaşmak için kullanılan ajanlara genel olarak flokülantlar denir. Flokülantlar esas olarak su temini ve atık su arıtımında kullanılır.
Düşük-moleküler-ağırlıktan yüksek-moleküler-ağırlığa, tek-bileşenli türlerden kompozit türlere kadar pek çok topaklaştırıcı türü vardır. Genel eğilim ucuz, pratik, toksik olmayan-ve yüksek verimli ürünlere yöneliktir. İnorganik topaklaştırıcılar ucuzdur ancak insan sağlığı ve çevre üzerinde olumsuz etkileri olabilir. Organik polimerik topaklaştırıcılar, daha küçük dozajlar gerektirmesine, daha az köpük üretmesine, güçlü topaklanma yeteneklerine sahip olmasına, topakları kolayca ayırmasına ve yağı ve askıda katı maddeleri etkili bir şekilde uzaklaştırmasına rağmen, teratojenik, kanserojen ve mutajenik etkilere sahip kalıntı monomerlere sahiptir ve bu nedenle uygulamalarını sınırlamaktadır. Mikrobiyal pıhtılaştırıcılar, ikincil kirlilik içermemeleri ve kullanım kolaylığı nedeniyle umut verici uygulama umutları göstermektedir. Mikrobiyal flokülantlar gelecekte geleneksel inorganik ve sentetik organik polimerik flokülantların yerini alabilir veya kısmen yerini alabilir. Mikrobiyal pıhtılaştırıcıların araştırılması ve uygulanması henüz başlangıç aşamasındadır ve bunların özellikleri ve avantajları, su arıtma teknolojisinin geliştirilmesi için geniş bir perspektif sunmaktadır.
