根据微生物生长所需碳源的不同，反硝化细菌可以分为自养反硝化细菌和异养反硝化细菌，其中大部分 反硝化细菌为异养反硝化细菌，它们需要利用有机碳源进行反硝化.。在反硝化过程中有机碳源主要用于 异化硝酸盐还原、同化合成细胞、脱氮或转化成细胞贮藏碳源，同时异养反硝化细菌生长过程中也需要 大量的有机碳源为其提供能量和营养物质.在生物反硝化过程中，碳源对反硝化过程中的脱氮能力与效率 起着决定性作用。
其中，反硝化菌在缺氧的条件下以碳源为电子供体，硝态氮为电子受体，将亚硝酸氮和硝酸氮还原成氮 气，从而达到去除氮污染物.当反硝化过程中碳源供应不足时，会使反硝化速度降低，这是因为当有机碳 供应不足时反硝化细菌会利用自身的原生质进行内源反硝化，最终减少细菌的细胞质。
此外，在污水中常常伴有磷，磷的生物去除是通过聚磷菌完成的，聚磷菌会与反硝化菌争夺碳源，由此加剧原水碳源不足的矛盾，因此，投加外碳源是保证反硝化细菌正常生命活动，促进污水氮磷去除效果 的有效手段。
外加碳源种类及其影响
因不同碳源分子结构各不相同，其作为外加碳源去除污水中氮磷的效果也有一定差异. 但在反硝化过程 中，能够快速被生物降解、不会产生二次污染的碳源是反硝化过程中电子供体的最佳选择.目前主要研究 的外加碳源有: 传统外加碳源( 甲醇、乙醇，乙酸钠，葡萄糖) 、废弃物作为外加碳源、污泥作为外加 碳源等。