具有代谢功能的活性微生物群体包括细菌、真菌、原生动物、后生动物等，而其中细菌承担了降解污染物的主要作用。
活性污泥中的细菌以异养型的原核细菌为主，对正常成熟的活性污泥，每毫升活性污泥中的细菌数大致在 107～109个。细菌是以溶解性物质为食物的单细胞微生物。在活性污泥中形成优势的细菌与污水中的污染物性质和活性污泥法运行操作条件有关。活性污泥中常见的优势苗种有：产碱杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、动胶杆菌属、假单胞菌属、丛毛单胞菌属、大肠埃氏杆菌屑等。
活性污泥中一些细菌，如枝状动胶杆菌、腊状芽孢杆菌、黄杆菌、放线形诺卡亚氏菌、假单胞苗等细菌具有分泌黏着性的物质能力，这些黏着性的物质提供了使细菌互相黏结、形成菌胶团的条件。菌胶团对污水中微小颗粒和可溶性有机物有一定的吸附和黏结作用，促进形成活性污泥絮体。
真菌是多细胞的异养型微生物，属于专性好氧微生物，以分裂、芽殖及形成孢子等方式生存。真菌对氮的需求仅为细菌的一半。活性污泥法中常见的真菌是微小的腐生或寄生的丝状菌，它们具有分解碳水化合物、脂肪、蛋白质及其他含氮化合物的功能。如果大量出现，会产生污泥膨胀现象，严重影响活性污泥系统的正常工作。真菌在活性污泥法中出现往往与水质有关。
肉足类、鞭毛类、纤毛类是活性污泥中常见的三类原生动物。原生动物为单细胞生物，以二分裂法繁殖，大多为好氧化能异养型菌，它们的主要食物对象是细菌。
因此，处理水的水质和活性污泥中细菌的变化直接影响原生 动物的种类和数量的变化。在活性污泥法的运行初期，以肉足虫类、鞭毛虫类为主，然后是自由游泳的纤毛虫类，当活性污泥成熟，处理效果良好时，匍匐型或附着型的纤毛虫类占优势。
原生动物个体较大，通过显微镜能够观察到，可作为指示生物，在活性污泥法的应用中，常通过观察原生动物的种类和数量，间接地判断污水处理的效果。因此，活性污泥原生动物生物相的观察，是活性污泥质量评价的重要手段之一。
此外，原生动物捕食细菌的作用也确保活性污泥系统出水水质的进一步提高，是仅次于细菌的污水净化功能承担者。
在活性污泥中常出现的后生动物是轮虫、线虫和寡毛类，它们通常以细菌、原生动物以及活性污泥碎片为食。轮虫通常出现在处理水质有机物含量低且水质好的系统中，如延时曝气活性污泥系统，因此适量轮虫是出水水质好且稳定的标志。
02微生物指示作用
微生物在调试过程中、后期稳定运行和工艺调整中，起着很重要的指示作用，通过镜检根据活性污泥中的微生物情况可以发现该活性污泥的各项状况，其指示作用有：
（1）着生的缘毛目如小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫)较多时，处理效果好，出水BOD5 和浊度低。(这些缘毛目的种类都固定在絮状物上，并随之而翻动，如果其中还夹杂一些爬行类微生物如栖纤虫、游仆虫、尖毛虫、卑气管叶虫等，就可以被称作优质而成熟的活性污泥。
（2）小口钟虫在生活污水和工业废水处理效果很好时往往就是整个微生物系统中的优势菌种。
（3）如果出现大量鞭毛虫，而着生的缘毛目又很少时，表明净化能力较差。
（4）出现大量自由活动的纤毛虫时，指示系统净化能力不强，出水浊度可能上升。
（5）如出现有柄纤毛虫，如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类微生物时，则表明生物系统状态良好，出水清澈，酚类去除率在90%以上。
（6）根足虫的大量出现，往往是污泥中毒的表现。
（7）如在生活污水处理中出现大量累枝虫，则很有可能是污泥膨胀、解絮的征兆。
（8）在印染废水处理中，累枝虫则作为污泥正常或状态改善的指示生物。
（9）在石油废水处理中出现钟虫则说明处理效果理想。
（10）过量的轮虫出现，是污泥即将膨胀的预兆。
