廢水生化處理是廢水處理系統中最重要的工藝之一。生化處理是利用微生物的生命活動，有效去除廢水中的可溶性有機物和一些不溶性有機物，從而達到凈化水質的目的。
生化處理的概念與生態處理相反。生化處理通常包括兩個重要元素：
1、在水中充入大量氧氣，以維持微生物的生存。
2、污水中有機物的微生物分解用于凈化污水。生化處理是大多數傳統污水處理工藝的核心。我國大多數城市污水處理廠采用生化處理技術處理城市居民生活污水。
生化處理技術有很多種，每種技術都比較成熟，適合大型污水處理廠。
但生化處理技術存在能耗高、設備復雜、有異味、維護專業等缺陷，不適合中等規模(萬噸以下)污水處理。采用生化處理技術，必須形成規模效應，否則每噸污水的處理成本會很高，自然也就不可能了。如今，生態處理技術在歐美發達國家得到廣泛應用，但國外的生態處理技術并不能適應我國土地短缺的情況。因此，國內成熟可靠的生態處理技術并不多，在這方面取得了重大突破，為我國污水生態處理指明了方向。