Głównym zadaniem biologicznego oczyszczania ścieków jest usunięcie zanieczyszczeń organicznych, które mogą ulec rozłożeniu. Do przeprowadzenia tego procesu wykorzystuje się specjalne szczepy mikroorganizmów, które są zawieszone w toni oczyszczanych ścieków lub bakterie w postaci utwardzonej biomasy. W pierwszym przypadku mamy do czynienia z metodą osadu czynnego, a w drugim ze złożem biologicznym. Biologiczne oczyszczalnie ścieków wykorzystują mikroorganizmy, których funkcje oczyszczające wynikają z pochłaniania zanieczyszczeń. Substancje organiczne stanowią pokarm dla bakterii i przyczyniają się do wzrostu biomasy mikroorganizmów. Niewykorzystana część zanieczyszczeń jest przekształcana w dwutlenek węgla i wodę w warunkach tlenowych. Niektóre bakterie wykorzystują procesy beztlenowe, w tym przypadku wydalony zostaje dwutlenek węgla i metan. Podczas rozkładu w biologicznych oczyszczalniach ścieków często powstaje nadmiar masy organicznej, która zostaje oddzielona od ścieków w tak zwanych osadnikach wtórnych.
