מט"ש דימונה מטפל בשלב ראשון בכמות שפכים של 10,000 מ"ק ליממה לספיקה יומית מקסימךית של 12,800 מ"ק ליממה. בכמות זאת נכללת ספיקה של 1,400 מ"ק ליממה שפכים תעשייתיים ממפעל כיתן דימונה שמוזרמים למט"ש בקו נפרד בכולל מערכות רציפות לניתור השפכים שיאפשרו הגנה על תהליכי הטיהור מפני השפכים. בשלב ב' מתוכנן המט"ש להרחבה ולספיקה ממוצעת של 13,000 מ"ק ליממה וספיקת יום שיא של 18,000 מ"ק.
השפכים העירוניים ושפכי מפעל כיתן, מגיעים משני מאספים גרביטציוניים לתחנת שאיבת שפכים מרכזית. בתחנת השאיבה שני מגובים מכניים עם דחסן לעצירת גושים גדולים ושלוש משאבות, אחת מהן רזרבית. המשאבות שואבות את השפכים אל מתקן טיפול קדם הכולל סינון עדין ושיקוע חול וגרוסת. החומרים המופרדים עוברים שטיפה ודחיסה ונאספים במכולת אשפה. לאחר טיפול הקדם, מוזרמים השפכים אל בריכת איזון מאווררת בנפל 9,000 מ"ק, לוויסות התנודות השעתיות של השפכים. מבריכת האיזון נשאבים השפכים בספיקה קבועה, למערכת הטיפול הביאולוגי הכולל: סלקטור, שני ריאקטורים בנפח 4,000 מ"ק כ"א עם אזור פעפוע (אגני אוויר) שבהם מתפתחת ביומסה (מושבות של מיקרואורגניזם) הניזונה מהחומר האורגני שבשפכים. הביומסה שוקעת בשני אגני שיקוע שניוניים בקוטר 20 מ' ומסוחררת ברובה לזרה לאגני האיזון לזירוז התהליך. יתרת הבוצה העודפת תשאב למתקני הטיפול בבוצה.
המים הגולשים מפני אגני השיקוע הם צלולים באיכות המתאימה להשקיית גידולים תעשייתיים. חלק מהקולחים עוברים טיפול שלישוני באמצעות סינון חול בכלור ויישאבו להשקיית פארקים וגינון בעיר.
במט"ש מבנה מרכזי בעל שתי קומות בו נמצאים חדר הפיקוד ובקרה, אולפ מבקרים ומנהלה.
פאר בן גוריון מוקשה כבר בימים אלה על ידי מי השבה מהמט"ש. כיום פועלים בעיריית דימונה להקמת תשתית חדשה להשקיית עוד גינות ציבוריות בעיר ובכך לחסוך מים רבים.
מתחם האשלים הממוקם בדרך לירוחם, מושקה אף הוא באמצעות מט"ש דימונה.