活性污泥法之基本原理為在曝氣槽中，藉曝氣設備供給氧氣，將有機廢水、微生物(主要為細菌)充分混合，溶解性有機物即被微生物分解成穩定物質及增殖之微生物，以達有機物去除目的。活性污泥混合液再送至沉澱池作固液分離，其中沉降下來之高濃度活性污泥大部分再迴流至反應槽中，以使槽中達足夠活性污泥濃度。
活性污泥是由(1)細菌、(2)少量真菌、(3)原生動物等異種個體群微生物所構成之混和培養體。在處理上，最初擔任重要角色的為分解、同化有機物之異營性細菌，此為最初之營養階段；其次部分細菌被原生動物捕食，而達到淨化水質。