好氧性微生物污水处理菌种利用水中的溶氧（DO），将有机污染物质分解成水和二氧化碳，或转化为污水处理微生物的营养物质，并利用这些养分进行繁殖，其过程正好可以降解污染物质，达到除污除臭的目的，此种处理法称为好氧性处理，利用较多的就是活性污泥法。

通用厌氧性污水处理微生物是在没有溶氧的环境下将硝酸盐还原（利用硝酸盐中的氧），进行脱氮反应，使其产生氮气，此种方法广泛运用于含有氮气的废水处理。而酸生成菌（通用厌氧性微生物）常用于厌氧微生物污水处理工法中的前期酸化反应。

厌氧性生物处理是利用酸生成菌进行酸化反应，将污水中的醣类或蛋白质分解成单醣类、胺基酸或低级脂肪酸（有机酸）。再以醋酸生成菌（厌氧性微生物）将污水中的单醣类、胺基酸或有机酸分解成醋酸。较后再以甲烷生成菌（厌氧性微生物）分解醋酸生成甲烷。

多数的污水处理微生物以污染物为食，比如碳水化合物类、蛋白质类和脂肪类等污染物，都能被各种污水处理微生物分解，使其成为自身生长繁殖的养分。而利用光合细菌和芽孢杆菌等，能将恶臭气体硫化氢转化成自身生长所需要的硫元素，进而达到除臭的目的。

微生物污水处理菌种本身具有的多糖类黏性物质，能利用来吸附环境中的污染物，此种特性常被运用来对重金属离子的吸附。

菌种经过特殊微生物污水处理菌群进入到污水中时，会成为环境中的优势菌，能抑制病原菌和腐败菌的生长，比如乳酸菌等成为优势菌后，就能抑制环境中大肠杆菌等的生长，从而减少氨气等臭味的产生。