Un château d'eau est un conteneur élevé de stockage d'eau. Il sert à maintenir un approvisionnement en haut, pour le besoin des consommateurs.
La distribution de l'eau va utiliser le phénomène naturel des vases communicants pour alimenter le réseau de distribution. Des vases sont dits communicants lorsqu'un liquide passe librement de l'un à l'autre. Lorsque plusieurs vases communicants contiennent un même liquide, les surfaces libres sont au même niveau dans les vases.
Le réservoir doit être situé plus haut que les consommateurs, afin que l'eau soit conduite jusqu'à eux via le réseau de distribution grâce à la pression exercée. La pression de l'eau au robinet est proportionnelle à la différence d'altitude qui existe entre le niveau d'eau dans le château d'eau et l'habitation.