大气复氧是水体中溶解氧的主要来源，单靠大气复氧，水体的自净过程十分缓慢，人工曝气是提高溶解氧含量、加速水体净化的重要方式。深层曝气只对底层水进行曝气，可以减少水体混合引起的不利影响。向水体底部充氧可以使水体中的硫化物转化为无毒的硫酸根，水的颜色变清，臭味消失；使近表层沉积物中的部分有机物可以转化为简单的、无害的、小分子的无机物和CO₂等，可改善水底生物的栖息环境，提高鱼虾等水生动物供氧水平。曝气的方式主要有机械搅拌、注入纯氧和注入空气等3种。

污染底泥氧化技术的应用，既要考虑湖泊的特征，也要考虑设备的适用性。小型湖泊可适用于此技术，而对于大型湖泊，需要多套设备，运行费用较高，不宜采用此技术。美国Medical湖在1987～1992年进行深水曝气，发现底层水体中氨氮、TP（总磷）含量下降，DO（溶解氧）含量上。荷兰、英国等国家将该技术应用于小型湖泊的污染治理，效果显著。