污水中耗氧有机物主要有腐殖酸、蛋白质、醋类、糖类、氨基酸等有机化合物，这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中，在微生物的作用下可以分解为简单的CO₂等无机物，这些有机物在天然水体中分解时需要消耗水中的溶解氧，因而称为耗氧有机物。含有这些物质的污水一旦进人水体会引起溶解氧含量降低，进而导致水体发黑变臭。生活污水和食品、造纸、石油化工、化纤、制药、印染等企业排放的工业污水中都含有大量的耗氧有机物。据统计，我国造纸业排放的耗氧有机物约占工业污水排放的耗氧有机物总量的1/4；城市污水的有机物浓度不高，但因水量较大，排放的耗氧有机物总量也很大。污水二级生物处理重点解决的问题就是去除污水中的耗氧有机物。

耗氧有机物成分复杂，分别测定其中各种耗氧有机物的浓度相当困难，实际工作中常用COD、BOD₅、TOC、TOD等指标来表示。一般来说，上述指标越高，消耗水中的溶解氧越多，水质越差。自然水体中，BOD₅低于3mg/L时，水质良好；达到7.5mg/L时，水质较差；超过10mg/LL时表明水质已经很差，其中的溶解氧已接近于0。