生物凈化是指在微生物的作用下，有機污染物逐漸分解、氧化使其含量逐漸降低的過(guò)程。進(jìn)入水體的有機污染物的凈化，主要有賴(lài)于生物化學(xué)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中微生物消耗或吸收了水中的污染物，使得水體向凈化的方向轉變。造成這一轉變的生物化學(xué)過(guò)程常被稱(chēng)作生物降解。生物降解是指在微生物作用下，有機化合物轉化為低級有機物和簡(jiǎn)單無(wú)機物的過(guò)程。

生物降解分為好氧生物降解和厭氧生物降解。前者是指在溶解氧（氧分子）存在的條件下，由好氧微生物完成的生物化學(xué)反應；后者是指在氧氣不足或無(wú)氧氣的情況下，由厭氧微生物完成的生物化學(xué)反應。有的微生物既能在有氧條件下進(jìn)行生物化學(xué)反應，也能在無(wú)氧或缺氧條件下進(jìn)行生物化學(xué)反應，稱(chēng)為兼性微生物。

從反應的結果看，好氧生物降解與厭氧生物降解的區別是，前者的產(chǎn)物是穩定的無(wú)機物（如CO2、H2O等），后者的產(chǎn)物則不完全是上述穩定的無(wú)機物，而是還包括甲烷、乙酸等有機物和NH3等氧化不徹底的無(wú)機物。

在未受污染的水體中，水中都有一定濃度的溶解氧。但是，當水體受到有機物的污染后，水體中的微生物就會(huì )大量繁殖起來(lái)。由于好氧微生物比厭氧微生物生長(cháng)快，所以好氧微生物首先發(fā)展壯大。

當好氧微生物發(fā)展到一定數量，它們消耗水中溶解氧的速率有可能超過(guò)空氣中的氧氣向水中溶解的速率（稱(chēng)為復氧速率）。一旦如此，水中的溶解氧濃度就開(kāi)始迅速下降，直到濃度降到接近零，使水體呈現無(wú)氧或缺氧狀態(tài)。在缺氧或無(wú)氧狀態(tài)下，好氧微生物的生長(cháng)受到抑制，而厭氧微生物則大量繁殖起來(lái)，繼承了大部分的自?xún)艄ぷ鳌?

實(shí)際上，當一個(gè)水體受到較嚴重的有機污染時(shí)，水中的溶解氧是隨水的深度變化的，表層水體的溶解氧較高，越往深處溶解氧越低，直至厭氧狀態(tài)。因此，好氧微生物集中在水體的上部，阻止了從空氣中補充進(jìn)來(lái)的溶解氧向下層的傳遞，從而維持下層水體的厭氧狀態(tài)，使得厭氧微生物集中在水體的底部。