活性污泥处理是利用悬浮状态生长的微生物絮体来处理废水的方法，这种微生物絮体即称为活性污泥。这是一类好氧微生物处理方法。活性污泥的组成由好氧微生物（包括细菌、原生动物、后生动物、真菌、藻类等）、新陈代谢的产物和吸附的有机物、无机物等组成。活性污泥对废水中有机污染物具有很强的吸附和氧化分解的能力。

活性污泥处理废水的过程主要包括两个阶段组成，即：

（1）生物吸附阶段 首先使废水与活性污泥微生物充分接触，形成悬浮絮体混合液。这时废水中的污染物被比表面积巨大，而且表面上含有多糖类黏性物质的微生物絮体所吸附和粘连。大分子有机物被吸附后，在水解酶的作用下分解为小分子物质，然后这些小分子物质与溶解性有机物又在酶的作用下或在浓度差的推动下，选择性地渗入到细胞体内，从而使废水中的有机物含量下降而得到净化。这阶段进行非常迅速，一般在10～40min内，BOD可下降80％～90％。

（2）生物氧化阶段 在有氧的条件下，被活性污泥吸附和粘连的有机物被氧化分解获取能量，并合成新的细胞。这一个过程就是从废水中去除有机物的过程。这阶段时间较长，进行缓慢。在生物氧化阶段合成的菌体形成絮凝体，通过重力沉淀从水中分离出来，使水质得到净化。

这两个阶段是不能截然分开的，但有主次之分。如生物吸附阶段，随着有机物吸附量的增加，污泥的活性逐渐减弱。当吸附饱和后，污泥就失去吸附能力。此时经过生物氧化阶段吸附的有机物当被氧化分解之后，污泥又呈现活性，恢复吸附能力。