Biologiczne oczyszczanie ścieków polega na usunięciu z nich zanieczyszczeń rozkładanych biologicznie. W celu przeprowadzenia takiego procesu wykorzystywane są populacje mikroorganizmów, które zawieszone są w toni ścieków.
Można także w tym celu wykorzystać mikroorganizmy tworzące utwierdzoną biomasę. Mikroorganizmy wykorzystują zanieczyszczenia organiczne jako pokarm. Przyczyniają się w ten sposób do przyrostu biomasy bakteryjnej. W osadnikach wtórnych oddziela się nadmiar masy organicznej, która została wytworzona podczas rozkładu biologicznego.
Biologiczne oczyszczanie ścieków prowadzi się w warunkach tlenowych lub beztlenowych.