根据作用微生物的不同，生物处理技术可分为好氧处理法、厌氧处理法、生态技术法和厌氧-好氧联合工艺4种类型。

好氧处理法是污水生物处理最常用的技术，见废水好氧生物处理法。主要用于去除可生物降解性有机污染物和还原性无机污染物（如NH₄⁺等）。好氧处理法又可分为活性污泥法、生物膜法与好氧生物流化床法3类。活性污泥法本身就是一种处理单元，通过悬浮生长的微生物去除污染物，有多种运行方式；生物膜法利用附着生长在填料表面的微生物处理废水，包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等；好氧生物流化床法的发展晚于前两者，它以砂、活性炭等固体颗粒物为微生物载体，流化状态使废水处理更加高效。

厌氧处理法，又称生物还原处理法，见废水厌氧生物处理法。主要用于去除可生物降解性有机污染物和氧化性无机污染物（如NO₃^-和SO₄^2-等）。厌氧处理法又可分为厌氧消化池法、厌氧接触法、厌氧生物滤池和高效厌氧反应器（UASB等），主要原理为生物吸附降解。

生态技术法主要用于去除有机污染物、氮、磷、重金属等。生态技术法又分为氧化塘、土地渗滤和湿地系统等，其主要原理除生物吸附降解外，还有土壤吸附与植物吸收。

厌氧-好氧联合工艺主要用于去除有机污染物、氮、磷等，其主要原理为生物吸附降解、硝化反硝化、生物摄取与排出。