好氧生物處理方法，對污水長時間曝氣會產生污泥，同時水質會得到明顯的改善。
活性污泥中復雜的微生物與廢水中的有機營養物形成了復雜的食物鏈。最先擔當凈化任務的是異氧菌和腐生性真菌，細菌特別是球狀細菌起著最關鍵的作用，優良運轉的活性污泥，是以絲狀菌為骨架由球狀菌組成的菌膠團。沉降性好，隨著活性污泥的正常運行，細菌大量繁殖，開始生長原生動物，是細菌一次捕食者。活性污泥常見的原生動物有鞭毛蟲、肉毛蟲、纖毛蟲和吸管蟲。活性污泥成熟時固著型的纖毛蟲、種蟲占優勢;后生動物是細菌的二次捕食者，如輪蟲、線蟲等只能在溶解氧充足時才出現，所以當出現后生動物時說明處理水質好轉標志。其性能指標包括:混合液懸浮固體 (MLSS)，污泥沉降比(SV)，污泥指數[污泥體積指數(SVI)，污泥密度指數(SDI)]。
由外到內水解細菌、發酵細菌、氫細菌和乙酸菌、甲烷菌、硫酸鹽還原菌、厭氧原生動物其中產甲烷絲菌是厭氧活性污泥的中心骨架。
參與活性污泥處理的微生物，在其生命活動過程中，需要不斷從周圍環境的污水中吸取其所必須的營養物質，包括:碳源、氮源、無機鹽類以及某些生長素等。待處理的污水中必須充分含有這些物質。
碳是構成微生物細胞的重要物質，參與活性污泥處理的微生物對碳源需求量較大，一般以BOD5計，不應低于100mg/L。生活污水碳源比較充足，對于一些碳源不足的工業廢水則應補充碳源，如生活污水或是淀粉等。
氮是組成微生物細胞內蛋白質和核酸的重要元素，氮源可來自N2、NH3、NO3等無機氮化合物，也可以來自蛋白質胨(音dong)以及氨基酸等有機含氮化合物。生活污水中氮源充足，不需要另行投加;工業廢水則應考慮含氮是否充足，必要時可投加尿素、硫酸銨等。
磷是合成核蛋白、卵磷脂以及其他磷化合物的重要元素，在微生物的代謝和物質轉化中起重要作用。輔酶I、輔酶II、磷酸腺苷等都含有磷。微生物主要從無機磷化合物中獲取磷。磷源不足將影響酶的活性，從而使微生物的生理功能受到影響。