污水处理厂採用A/O活性污泥法，即使活性污泥悬浮于污水中，同时曝气，让活性污泥与污水中污染物与溶解氧充分接触，污泥中微生物利用污水中污染物作为营养生长繁殖，污染物得以降解。沙田污水处理厂共有22个曝气池，单体尺寸为88x13x5米，有效容积5,720立方米，分为前端的缺氧区（不用曝气，佔28%全池面积）和之后的曝气区（佔72%全池面积）两部份，缺氧区设有搅拌机（），而曝气区设有约2000个空气扩散器（，每天耗气量约40,000-100,000立方米）、回流泵及管道，有机污染物最终分解为二氧化碳、水及氮气等