活性汚泥の性状は多様で、色調ひとつをとっても黄土色から黒褐色あるいはレンガ色など様々であり、その他の指標も含め、処理させている汚水の成分、季節、あるいは装置の運転条件によって変化する。時には工学的な運転条件を維持できなくなるほどの変化を生じる場合もあり、活性汚泥法における重要な留意点となっている。
構成生物.
光学顕微鏡で観察可能な原生動物、後生動物に関しては、管理指標として有用であることからかなり研究分類も進んでいて、親しみやすい名を持つツリガネムシ、ゾウリムシの類もしばしば観察される。
基本的に、種の同定に重要な分離培養が他種と共生関係にある生物では困難であり、活性汚泥中ではこの共生関係にある生物が多いためと推測されている。それでも一部の細菌種については、処理状態の指標とするために検出キットが開発・販売されるなど、解明の努力も進められている。
活性汚泥法.
活性汚泥を用いた排水処理を一般に活性汚泥法と称する。微生物に酸素を与える（方式によっては、一時的にあえて与えない）手法と、活性汚泥を水に混合し、その後分離する工程の形態により分類されている。酸素を与えるための水槽を曝気槽、又は好気槽と呼び、方式あるいは製造者により多様である。
鉄筋コンクリートや鋼板製の水槽（曝気槽）中に活性汚泥を入れ、送風機で空気を送り込む（底から気泡が出る、観賞魚用の水槽に似ている）。ここへ汚水を少しずつ流入させれば、汚水に含まれる汚濁物質が微生物の餌となる。流入した汚水と同じ量だけ、活性汚泥を含む水があふれ出るので、別の水槽に流れ込ませる。これを沈殿槽、沈殿池と呼び、活性汚泥は比重が水よりやや重いため、底へ沈んでたまる。これをポンプなどで曝気槽へ返す（返送汚泥）。これらを連続して行えるように設計された、一連の設備を用いる。
窒素・りん除去への利用.
活性汚泥は酸素を呼吸する好気性生物を主体にしているが、酸素が欠乏したときに別の物質を呼吸し代謝を行う（嫌気呼吸）能力を持つ細菌を選択的に増殖させることで、有害物質である無機窒素化合物を還元し、窒素ガスとする事が可能である。これを生物脱窒素法と呼ぶ。