活性污泥净化废水通过三个阶段来完成：

在第一阶段，废水主要通过活性污泥的吸附作用而得到净化。吸附作用进行得十分迅速，一般在30min内完成，BOD₅去除率可高达70％。同时还具有部分氧化的作用，但吸附是主要作用。

第二阶段，也称氧化阶段。主要是继续分解氧化前阶段被吸附和吸收的有机物，同时继续吸附一些残余的溶解物质。

第三阶段是泥水分离阶段。在这一阶段中，活性污泥在二沉池中进行沉淀分离。微生物的合成代谢和分解代谢都能去除污水中的有机污染物，但产物不同。