去除水面上的油膜可通过物理吸附、化学分解、生物降解、机械打捞、自然沉降等方法实现。油膜主要由油脂、有机污染物或工业排放物形成，需根据污染源选择针对性处理方案。
使用吸油毡、活性炭或亲油性材料直接吸附油膜。吸油毡由聚丙烯纤维制成，能快速吸收水面浮油且不吸水，适合小范围油污处理。活性炭吸附适用于溶解性有机物，需定期更换以避免二次污染。家庭可用无纺布或厨房纸应急吸附食用油膜。
喷洒油污分散剂或表面活性剂使油膜乳化分解。这类化学制剂能降低油水界面张力，将大块油膜分散为微小颗粒加速降解。需注意选择环保型制剂，避免对水生生物造成伤害。处理船舶漏油时常用此方法配合机械回收。
投放石油降解菌或酶制剂分解油膜。某些微生物如假单胞菌能代谢石油烃类，适合长期修复受污染水域。需控制水体pH值和温度以维持菌群活性，配合增氧设备提高降解效率。自然水体中的原生生物也有助于缓慢分解薄层油膜。
采用撇油器、离心分离机等设备物理清除。旋转式撇油器通过转盘吸附并刮除浮油，适用于港口等固定水域。离心分离可处理含油污水，将油水混合物高速旋转后分层提取。大型油污事件需出动专业收油船配合围油栏作业。
利用重力使油膜附着颗粒物下沉。可撒播黏土、硅藻土等吸附剂促进油滴凝聚，加速沉降过程。此法受水流影响较大，适合静水环境且需后续底泥清理。自然风化也会使轻质油膜逐渐挥发，但耗时较长可能造成二次污染。
日常维护中建议定期清理厨房排水口滤网，避免食用油脂进入下水道。工业场所应设置隔油池预处理含油废水，家庭可使用酵素清洁剂分解厨余油污。处理大面积油膜污染时需穿戴防护装备，必要时联系环保部门专业处置，同时加强水源周边植被保护以增强水体自净能力。
