生物膜法又稱生物固定膜法。與活性污泥法相似，都是利用細菌氧化分解有機污染物達到水處理標準，根據供氧情況，生物膜法也有好氧法和厭氧法之分。生物膜法與活性污泥法的主要區別在于生物膜固定生長或附著生長于固體填料(或稱載體)的表面，而活性污泥則以絮體方式懸浮生長于處理構筑物中。

　　由于大多數細菌可分泌胞外糖類多聚物，使之具有“生物膠水”的作用而黏附生長于載體填料，其附著生長于填料上的能力與下列因素有關。

　　與微生物的活性有關。一般細菌處于對數生長期時分泌黏液多，此時細菌易于固定或附著生長于填料表面。

　　與填料(載體)的電荷有關。易于在帶有正電荷的填料如沸石、活性炭、陶料上附著生長。

　　與載體的比表面積、孔隙率有關。在載體填料的比表面面積大，孔隙率大的情況下細菌附著的量可增大，一般填料的孔徑為微生物長度的4~5倍時，選擇填料時就按其孔隙率和比表面積等指標來選。

　　生物膜隨著時間的增長，微生物數量不斷增加，生物膜逐漸加厚，膜外介質中的C、N、P等營養物質可被生物膜所吸附，并進一步被氧化分解，最后變成H2O、CO2等無機物并返回膜外介質中，隨出水外排。介質(水、氣)中的O2可滲入生物膜中，供作氧化分解有機污染物之用。隨著生物膜的增厚，滲入的O2被膜外層的微生物消耗殆盡，造成靠近填料處出現厭氧層，并隨時間不斷加厚，最后整個生物膜可在下述作用下脫落：

　　微生物本身的衰老、死亡、微生物的內源呼吸代謝活動;底層生物膜的厭氧代謝，產生CO2、H2S、CH4、NH3等氣體，使生物膜的黏附力減小;不斷增厚的生物膜的本身的重量;曝氣或水力沖刷剪切作用下，使膜成片脫落，但這種脫落僅是在局部填料上發生，并且裸露的填料上會出現新的生物膜迅速生長，在整體構筑物內填料上就形成了不斷地脫落和成長，維持了水處理達標排放。

　　屬于生物膜法的有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法、生物流化床和曝氣生物濾池等工藝。