Le principe du traitement consiste à mettre en contact une biomasse composée de bactéries aérobies (c'est à dire se développant en présence d'oxygène), des substances nutritives (substances organiques présentes dans les eaux et constituant la pollution) et de l'air.

Les bactéries en présence d'air se nourrissent des substances organiques et se reproduisent dans des bassins d'aération dans lesquels sont envoyées les eaux usées et de l'air destiné à l'oxygénation des bactéries.

Les bactéries s'agglomèrent en incorporant également une partie des matières en suspension. Les matières organiques solubles sont ainsi transformées en flocons, particules de grosse taille plus facilement décantables.

A la sortie des bassins d'aération, l'eau épurée et la biomasse formée ne sont pas séparées.

La séparation de ces éléments se réalise dans un clarificateur (ou décanteur) où la biomasse, de densité supérieure à celle de l'eau, va se déposer dans le fond de l'ouvrage.

La biomasse décantée est renvoyée en tête du traitement biologique. Les boues produites en excès sont extraites vers le traitement des boues.

L'eau épurée est renvoyée vers le milieu naturel.