برزت تحلية المياه كمصدرٍ رئيسي للمياه المنزلية، ووفقاً لاستراتيجية المياه الحالية سيتم تلبية معظم الطلب للأغراض المنزلية. وبحلول نهاية عام 2011، كان هناك 94 محطة لتحلية المياه في عُمان، منها 47 لتحلية مياه البحر و47 محطة لتحلية المياه قليلة الملوحة، حيث يبلغ إجمالي إنتاجها 196 مليون متر مكعب. وبدأ تشغيل أول محطة لتحلية المياه في عُمان عام 1976. وقد اتخذت الشركة العمانية لشراء الطاقة والمياه (OPWP) المملوكة للدولة، والتي تعتبر المشتري الحصري للطاقة والمياه المحلاة من المنتجين المستقلين، خطواتٍ رائدة لزيادة طاقة تحلية المياه من مشاريع المياه المستقلة بواقع 107,300 متر مكعب من المياه يومياً في السنوات الست المقبلة. وتحصّل الشركة العمانية لشراء الطاقة والمياه تسعيرة تزويد بالجملة للهيئة العامة للمياه والكهرباء، بمكونات سعة (ثابتة) ومخرجات (متغيّرة). بلغ متوسط التعرفة عام 2017 حوالي 500 بيسة لكل متر مكعب.

عمليات تحلية المياه هي جزءٌ لا يتجزأ من البنية التحتية للمرافق في عُمان، وتوفر لملايين العمانيين المياه الصالحة للشرب. ومن المتوقع أن ينمو الطلب على المياه في الشبكة الرئيسية بما نسبته 5% إلى 7% سنوياً خلال السنوات السبع القادمة، ليرتفع من 281 مليون متر مكعب عام 2015 إلى ما يتراوح بين 390 مليون متر مكعب و440 مليون متر مكعب في عام 2022.

تواجه تحلية المياه العديد من التحديات. وتتضمن هذه ارتفاع التكلفة واحتياجات الطاقة، وعدم توافر مرافق ضخمة للتخزين لتلبية متطلبات الطوارىء، وخسائر الشبكة (المياه غير المدرة للدخل)، والتي تُقدر بحوالي 30%، وإغلاق محطة التحلية الساحلية بسبب ازدياد نمو الطحالب الدورية الضارة.