Vandværk er et anlæg til forsyning af et antal forbrugere med ferskvand.

De første vandinstallationer i danske byer blev etableret omkring 1580 på Frederik 2.s befaling i byerne København, Odense, Helsingør og Kolding, der fik tilført vand til offentlige brønde (vandkunster) via træledninger fra nærliggende søer og vandløb. Vandforsyningen i byerne var ellers baseret på anvendelse af nærliggende vandløb, der ofte også førte spildevand fra byens rendestene bort, eller på private og offentlige brønde.

De første moderne vandværker blev etableret i England omkring 1850, idet man gennem de nye støbejernsrør pumpede filtreret vand ud til forbrugerne ved pumper drevet af dampmaskiner. Allerede i 1853 fik Odense et vandværk af sådant moderne vandværk og Ålborg fulgte efter i 1854 og København fik sit første vandværk i 1859.

Vandet til vandværkerne kom via rørledninger fra brønde uden for byerne. I vandværket blev vandet iltet og filtreret og ofte - om dagen - ledt direkte videre til forbrugerne, idet man med damp- eller motordrevne pumper kunne opretholde det fornødne tryk til distributionen. Desuden pumpedes vand op i højtliggende vandbeholdere, ofte i specielt byggede vandtårne, hvorfra vandet på grund af højdeforskellen kunne fordeles uden yderligere pumpning.

I dag hentes vandet ofte fra dybe boringer, eller der anvendes overfladevand og vandet hentes langt fra byerne. Københavns vandforsyning (Københavns Energi) henter bl.a. vand fra boringer ved Dyndet i nærheden af Borup og overfladevand fra Haraldsted Sø.