Bùn hoạt tính không phải là "bùn" theo nghĩa thông thường — nó là một quần thể vi sinh vật sống, kết thành từng bông nhỏ lơ lửng trong bể sục khí. Chính quần thể này ăn chất hữu cơ, chuyển hóa amoni, rồi kết bông để lắng xuống, để lại phần nước trong phía trên. Máy móc chỉ tạo điều kiện; việc xử lý thực sự là do vi sinh làm.

Bùn hoạt tính là thứ duy nhất trong trạm xử lý nước thải thực sự "sống" — và cũng là thứ duy nhất không thể mua về lắp vào rồi chạy ngay. Máy bơm hỏng thì thay trong một ngày. Hệ vi sinh chết thì mất 3 đến 6 tuần để gây dựng lại, và trong suốt thời gian đó trạm không đạt chuẩn.