Uno de los grandes retos de la gestión de los recursos hídricos en el medio urbano, consiste en garantizar la sostenibilidad de los mismos, generando el mínimo impacto posible en términos ambientales y socioeconómicos a lo largo de todo el ciclo urbano del agua. Pieza fundamental del ciclo urbano del agua es la depuración de las aguas residuales donde se ha llevado a cabo en los últimos años la implantación en España de infraestructuras de depuración a núcleos de pequeña población, como cumplimiento de la Directiva Marco del Agua, reflejo del compromiso social en Europa por la depuración. En las plantas depuradoras de pequeñas poblaciones la necesidad de una gestión eficiente y sostenible tanto económica como ambientalmente se hace imprescindible. Esta premisa de gestión eficiente y sostenible ha motivado esta investigación, donde se plantea un marco de evaluación de la gestión en una estación depuradora de aguas residuales a partir de la huella hídrica y huella de carbono como indicadores de la afección de este tipo de infraestructuras en el medio y de su eficiencia en cuanto a la optimización de los recursos. El objetivo de esta tesis doctoral es el desarrollo de una metodología que permita la evaluación tanto de la eficiencia del propio tratamiento as ́í como de la contaminación producida en el funcionamiento del sistema. Para ello, en el presente trabajo se muestra una amplia revisión de la aplicación de la huella hídrica y la huella de carbono en una estación depuradora de aguas residuales (EDAR), junto con una propuesta del potencial que representa la implementación de una metodología conjunta como elemento de análisis y gestión del ciclo urbano del agua, particularizada en la depuración de aguas residuales. De esta revisión se extrae la conclusión de la idoneidad de la huella hídrica y huella de carbono como indicadores del impacto ambiental y eficiencia en la explotación de una planta de depuración de aguas residuales. Esta idoneidad radica en la aparente simplicidad de su lenguaje y en proporcionar una manera estructurada y coherente de cuantificar el uso del agua y la contaminación en todo el proceso de depuración y a través de diferentes escalas, de tal forma que facilita la comprensión de la relación entre los usos del agua y su impacto en el medio. La metodología propuesta de evaluación conjunta de ambas huellas como indicadores de su impacto en el medio y la eficiencia de su funcionamiento se ha realizado en cuatro plantas depuradoras localizadas en la comarca de La Vera, situada al noreste de la provincia de Cáceres (España). La evaluación de estas estaciones depuradoras ha puesto en relieve la necesidad de la existencia de este tipo de infraestructura, el impacto debido a su funcionamiento en el medio y el rendimiento de la función depuradora a partir de relacionar la reducción de la carga contaminante llevada a cabo en la planta y los consumos realizados para ello.