碳源是有机物，有机物作为电子供体，其本身的分子结构和所含化学键能的高低以及该有机物是否易于生物降解、对微生物有没有毒害影响是判断碳源种类的重要依据。
目前反硝化补充碳源主要使用的有机物质有：甲醇、乙醇、葡萄糖、淀粉、乙酸钠、粪便、有机废水等。其中成本、安全和适用性成为选择哪一种碳源的依据。
甲醇和乙醇分子式简单，属于微生物可以快速降解的有机物，可以作为良好的碳源供反硝化细菌使用。但甲醇和乙醇价格较高，增大了市政污水处理厂的运行成本，不利于成本管理。可以利用以甲醇和乙醇为主的工业废料作为碳源，成本较低，但该工业废料应考虑碳源浓度和有毒有害杂质的问题。甲醇和乙醇投加还必须注意防火防爆的问题。甲醇和乙醇作为易燃易爆物质，存在较高的危险性，在成品管理，投加动力机械的电机防爆等方面必须严格要求和控制，避免出现生产安全事故。另外工业级甲醇和乙醇存在低毒性，投加时操作人员必须注意劳动防护问题。
乙酸钠作为强碱弱酸盐和有机物，微生物可快速降解，价格稍高。但其作为碳源同时还可以作为pH缓冲剂，均有良好的效果。并且在市政污水处理厂使用乙酸钠作为碳源，由于其投加量的限制，并不会产生盐分对微生物的影响，可以放心使用。同理甲酸和乙酸等简单的有机酸均可以作为碳源，只要控制好反硝化系统中的pH即可。
粪便作为最廉价的碳源，具有较高的效果。但应注意粪便应使用进行过沤肥后的粪便，其中的有机质已腐殖化，否则难以被反硝化细菌快速、高效的利用。粪便中含有较多的有毒有害物质和异种微生物，使用投加应根据厂内生化系统的实际状况谨慎考虑。粪便投加还存在环境卫生的问题，所以目前粪便作为碳源使用并不广泛。