Oprócz najprostszych i najpopularniejszych mechanicznych metod oczyszczania ścieków w większości oczyszczalni stosuję się także biologiczne metody oczyszczania. Biologiczne metod służą zmniejszeniu ilości zanieczyszczeń np. Azotanami czy fosforanami – Sposoby biologiczne są znacznie tańsze niż chemiczne natomiast zajmują więcej czasu. Oczyszczenie ścieków opiera się na wykorzystaniu mikroorganizmów których zadaniem będzie rozłożenie zanieczyszczeń. Do jednej z najpopularniejszych metod biologicznych należy wykorzystanie osadu czynnego. W reaktorach napowietrzających hoduje się odpowiednie rodzaje mikroorganizmów, oprócz bakterii w skład osadu czynnego wchodzą także pierwotniaki, grzyby oraz substancje koloidalne. W trakcie hodowania organizmy łączą się tworząc kłaczki osadu czynnego który to właśnie będzie głównie odpowiedzialny za proces oczyszczania. Wzrost ich ilości odbywa się w trakcie przepływających ścieków – metoda osadu czynnego jest metodą prowadzoną w sposób ciągły w bioreaktorach. Inne metody biologiczne opierają się na oczyszczaniu na : złożach biologicznych, glebie oraz stawach biologicznych.