มาตรการด้านสุขอนามัยและสุขาภิบาลที่ผสานเข้ากับเครื่องบรรจุน้ำแบบทันสมัยนั้นเป็นองค์ประกอบที่ไม่อาจต่อรองได้ในการออกแบบเครื่องจักร ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์และอายุการเก็บรักษา ทั้งนี้ เนื่องจากน้ำเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความเป็นกรดต่ำ จึงมีแนวโน้มเสี่ยงต่อการปนเปื้อนด้วยจุลินทรีย์ ดังนั้น เครื่องจักรจึงต้องถูกออกแบบและปฏิบัติงานอย่างรอบคอบเพื่อป้องกันการนำเชื้อโรคเข้ามาสู่ระบบ ซึ่งเริ่มต้นตั้งแต่โครงสร้างของเครื่องจักรเอง ที่ต้องมีพื้นผิวเรียบไร้รอยแยก และท่อระบายน้ำแบบไหลกลับเอง (self-draining) เพื่อหลีกเลี่ยงการค้างของน้ำ ทั้งนี้ เครื่องบรรจุน้ำรุ่นขั้นสูงหลายรุ่นได้ผสานระบบทำความสะอาดแบบอัตโนมัติ (CIP: Clean-in-Place) ซึ่งทำหน้าที่หมุนเวียนน้ำร้อน สารละลายด่าง และสารฆ่าเชื้อ เช่น กรดเพอร์อะเซติก ผ่านพื้นผิวทั้งหมดที่สัมผัสกับผลิตภัณฑ์ โดยไม่จำเป็นต้องถอดชิ้นส่วนออก สำหรับการบรรจุแบบปลอดเชื้อ (aseptic filling) ซึ่งกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นโดยเฉพาะในกลุ่มน้ำพรีเมียม เครื่องบรรจุน้ำจะต้องมีโซนปลอดเชื้อ (sterile zone) บริเวณดังกล่าวจะได้รับการฟอกอากาศด้วยอากาศปลอดเชื้ออย่างต่อเนื่อง (มักใช้ระบบกรอง HEPA) และหัวจ่ายน้ำอาจผ่านกระบวนการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำร้อนจัด (superheated steam) หรือไอสารเคมีก่อนเริ่มการผลิต นอกจากนี้ กระบวนการบรรจุในเครื่องจักรประเภทนี้ยังดำเนินการภายใต้สภาพแวดล้อมที่ปิดสนิททั้งหมดและมีแรงดันบวกอย่างสม่ำเสมอ เพื่อป้องกันการปนเปื้อนจากฝุ่นละอองหรือจุลินทรีย์ในอากาศ แม้แต่ในระบบแบบไม่ปลอดเชื้อ (non-aseptic setups) ส่วนประกอบสำคัญอย่างเครื่องล้างขวด (bottle rinser) ซึ่งติดตั้งก่อนเครื่องบรรจุน้ำ ก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน โดยใช้อากาศที่ผ่านการกรองหรือน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วเพื่อขจัดสิ่งสกปรกหรือเศษอนุภาคใดๆ ออกจากภาชนะบรรจุ ดังนั้น เครื่องบรรจุน้ำรุ่นล่าสุดจึงไม่เพียงทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์บรรจุเท่านั้น แต่ยังเป็นระบบป้องกันด้านสุขาภิบาลที่ทรงประสิทธิภาพอีกด้วย ซึ่งรับประกันว่าน้ำทุกขวดจะผ่านมาตรฐานทางจุลชีววิทยาที่สูงที่สุด