דבר נוסף הכרוך בהכשרת כלים הוא הצורך בטבילתם. ההלכה קובעת כי כל כלי שהיה בבעלות גוי — גם אם לא נעשה בכלי כל שימוש — דורש הטבלה במקווה, כדי שיהיה מותר להשתמש בו. מובן שכלי ישן שהיה ברשות גוי טעון הכשרה אם רוצים להשתמש בו, אבל דין טבילה חל גם על כלי חדש, שזה עתה יוּצר בבית החרושת, אם הוא בבעלות לא יהודי. לכן כל כלי תוצרת חו"ל, וכמובן גם כלי מארץ ישראל אשר ידוע כי נעשה על־ידי גוי, טעון טבילה.

הכלים השונים דין הטבילה חל מן התורה על כלֵי מתכת וכלֵי עץ. כלֵי חרס פטורים מטבילה. כלֵי זכוכית טעונים טבילה (לפחות מגזֵרת חכמים) ויש הנוהגים להטביל גם כלי פלסטיק.

לכן כאשר מטבילים כלים העשויים מתכת ועץ, יש לברך על הטבלתם, ואילו כלי זכוכית ופלסטיק אין לברך על טבילתם.

את הכלי החייב טבילה, בין אם הוא חדש ובין אם הוא ישן והשתמשו בו בעבר בלי טבילה, מביאים למקווה. ברוב מקוואות הטהרה יש בריכת מקווה נפרדת, המיועדת להטבלת כלים בלבד. עניין זה הוא בגדר המלצה אך לא הכרחי. אפשר לטבול כלים גם במקווה לטבילת בני אדם, אלא שהפעולה הזו מצריכה זהירות משנה לבל יישבר חלילה כלי זכוכית בתוך המים ויסכן את שלום הטובלים.

טבילת הכלים את הכלי מכניסים לרגע קט לתוך המים, וכשהוא במים משחררים ממנו את אחיזת היד כדי שהמים יקיפו אותו מכל עבר. קודם לכן מברכים: "בָּרוּךְ אַתָּה אֲדֹנָי, אֱלֹהֵינוּ מֶלֶךְ הָעוֹלָם, אֲשֶׁר קִדְּשָׁנוּ בְּמִצְוֹתָיו וְצִוָּנוּ עַל טְבִילַת כְּלִי (יש הנוהגים לומר: כֶּלִי)" (או "כֵּלִים", אם מטבילים יותר מכלי אחד).

על כלים שיש בהם גוף חשמלי העלול להיפגם כתוצאה מהטבלתו במים, ראוי להתייעץ עם רב מה לעשות, שכן יש דרכים לטיפול גם במקרים אלה.