生物处理就是利用微生物分解氧化有机物的这一功能，并采取一定的人工措施，创造有利于微生物的生长、繁殖的环境，使微生物大量增殖，以提高其分解氧化有机物效率的一种污水处理方法。所有的微生物处理过程都是一种生物转化过程，在这一过程中易于生物降解的有机污染物可在数分钟至数小时内进行两种转化：一是变成从液相中溢出的气体，二是变成剩余生物污泥。在生物反应中，微生物代谢有机污染物并利用代谢过程中所获得的能量来供细胞繁殖和维持生命活动的需要。好氧条件下，微生物将有机污染物中的一部分碳元素转化为CO₂，厌氧条件下则将其转化为CH₄和CO₂。然后，这些气体从液相分离出来，同时微生物得到增殖，增殖的絮凝状细菌细胞成为剩余污泥。

生物处理法分为好氧、缺氧和厌氧等三类。按照微生物的生长方式可分为悬浮生长、固着生长、混合生长等三类。