在污水處理系統中，微生物所需要的有機物，稱為碳源。利用活性污泥法中的微生物是處理污水的主要方式，在這種處理方式下，微生物本身的生長需求也就成了采用活性污泥法的污水處理首要解決的問題。微生物本身也是有機生命體，需要食物來維持自身的生長，溶于水中的有機物就是它們的食物，特別是我們人類生活中排放的污水中的有機污染物是它們最佳的食物。而污水廠里活性污泥中的微生物正是大量吞食污水中的有機污染物才得以生存，生長，繁殖。而所謂的有機物其實就是地球上含碳的化合物，正是這些含有各種各樣復雜的碳鏈的化合物，才組成了地球上豐富多彩的有機體世界。
從污水去除有機污染物的微生物需要氮和磷來生長和繁殖。微生物需要氮來形成蛋白質，細胞壁成分和核酸;需要磷來維持生長所需的能量。微生物所需要的這些碳源和營養物質的比例可以用一個分子式來表示，那就是C5H7NO2P0.074。在采用好氧活性污泥法處理污水時，通常要求水中BOD：N：P的比例對于應該約為100：5：1，這樣的比例才能滿足活性污泥中的微生物的正常生長。
一、碳源在活性污泥培養馴化階段的作用：
作為一個污水處理系統，在初期投產階段，由于建設的生物池內沒有微生物，需要進行微生物的培養聚集和馴化，在這個階段微生物的生長過程屬于對數增殖期，這個階段的微生物需要大量的碳源來維持自身快速生長。這個階段正常的城市生活污水中的有機污染物作為碳源就不能滿足微生物的生長需求。同時由于生活污水中的碳源是復雜的有機物，往往不能被初期生長的微生物吸收利用。這個階段為了快速的培養活性污泥，一般會采用投加外界碳源的方式來加快微生物的生長繁殖。
二、污水處理系統的進水營養不均衡也需要補充碳源：
在很多污水廠，特別是收納范圍小，收集人口少，或者是工業廢水廠內，污水的碳源營養組成比例和一般的100：5：1是不吻合的。有些是進水水質受雨污合流，地下水滲流等原因，導致水中的有機污染物質極少，碳源極少，但是氮和磷的含量較高，這樣的水質為了處理氮磷達標，需要在生物池內保持一定的活性污泥中的微生物數量，對氮和磷進行降解，這就產生了較低的有機負荷-食微比F/M非常低，極低的食微比F/M會造成活性污泥老化解體，造成出水水質超標。因此在這樣的進水環境下，需要對微生物進行碳源的補充，來維持微生物的較高的活性，這時就需要進行碳源的補充。