廢水處理所用碳源通常被認為是含碳元素并容易被微生物利用，促進微生物生長的營養物質。是常說的短碳鏈、簡單分子結構的含碳有機物。比如：單糖、多糖類，油脂類，有機酸類、酯類及小分子醇類。微生物降解有機物的過程中，其中關鍵酶、中間產物的差異，作用的微生物菌不一樣，也就是說不同的碳源降解的生物途徑存在差異。

在碳源被微生物分解過程中，即細胞合成維持細胞的生命活動、生長代謝的能量就是碳源提供的，碳源可認為是細胞生命活動所需的能量供給者，微生物菌膠團形成的框架。

碳源在污水處理廠的使用主要分為提供微生物合成菌體繁殖的主要營養、反硝化的電子供體、生物除磷協助聚磷菌釋放。也可以說碳源就是污水廠維持微生物生長最主要的原料之一。

去除水中總氮所用的生物脫氮方式（即反硝化），就是把水中硝酸鹽中的氮還原轉化成為氮氣這一過程，反應過程的中間產物為NO2、NO、N2O，氫離子作為反硝化反應中的電子供體，電子供體則是污水中自帶有機物或者外投碳源提供。

污水中的有機物（碳源）在厭氧條件下發酵成為揮發性脂肪酸（VFAs），可以轉變為聚b-羥基丁酸，以聚b-羥基丁酸等有機顆粒的形式貯存于細胞內，以此同時就是降解聚磷酸鹽過程中的磷酸排出體外。

用復合碳源，其主要成分是具有小分子的有機酸類、醇類、糖類物質，根據污水處理生化工藝、應用需求、菌群組成等因素考慮，進行科學配置組成的復合型碳源。污水處理應用中具有易被微生物吸收利用，減少有機污泥產量，提高污泥活性的特點。