微生物共代谢最早的研究发现，甲烷产生菌（Pseudomonas methanica）能够将乙烷氧化成乙醇、乙醛，但是并不能利用乙烷作为生长基质，这一现象称为共氧化，其定义为微生物在生长基质存在时对非生长基质的氧化。只有在初级能源物质存在时，才能进行的有机化合物的生物降解过程。微生物利用一种容易降解的物质作为生长的营养基质，而同时降解另一种难直接利用的物质。共代谢主要包括：①依靠环境提供营养物质。例如，只有在蛋白质和脂类物质存在时，直肠梭菌（Clostridium rectum）才能降解丙体六六六。②依靠其他微生物协同作用。例如，链霉菌（Streptomyces）和节杆菌（Arthrobacter）可协作降解农药二嗪农的嘧啶环，两菌单独存在则均不能降解。③需要诱导物存在。例如，只有经正庚烷诱导后，铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）才能产生羟基化酶，使链烷羟基化为相应的醇。

微生物共代谢作用广泛地应用于废水处理过程中，而影响其作用的因素主要包括污染物代谢中间产物的投加、生长基质的类型、污染物结构类似物的投加、营养物质的投加、生长基质的投加剂量及环境因素等。

多种微生物具有共代谢功能，能利用多种多样的有机质进行共代谢。如蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）能以葡萄糖作为共代谢基质降解多环芳烃（荧蒽、蒽、菲、苯并[a]芘等）。芽孢杆菌Y-4能够以吡啶、葡萄糖和邻苯二甲酸作为共代谢基质降解异喹啉。

共代谢在微生物降解有机物中发挥着重要的作用。微生物可以在好氧、厌氧、兼氧等不同条件下，通过不同共代谢基质对不同目标污染物进行共代谢。