Los procesos biológicos se llevan a cabo por bacterias en presencia de oxigeno las cuales transforman los diversos constituyentes disueltos en las aguas residuales para obtener la energía necesaria para su metabolismo y construcción de nuevo material celular.
En los procesos de biomasa fija o de biopelícula, las bacterias crecen adheridas a un medio de soporte dentro de un reactor, permitiendo tener más biomasa en menor espacio tener más biomasa en menos espacio y evitando, adicionalmente, que algún contaminante afecte a la bacteria interrumpiendo el proceso biológico.