废水处理所用碳源通常被认为是含碳元素并容易被微生物利用，促进微生物生长的营养物质。是常说的短碳链、简单分子结构的含碳有机物。比如：单糖、多糖类，油脂类，有机酸类、酯类及小分子醇类。微生物降解有机物的过程中，其中关键酶、中间产物的差异，作用的微生物菌不一样，也就是说不同的碳源降解的生物途径存在差异。
在碳源被微生物分解过程中，即细胞合成维持细胞的生命活动、生长代谢的能量就是碳源提供的，碳源可认为是细胞生命活动所需的能量供给者，微生物菌胶团形成的框架。
碳源在污水处理厂的使用主要分为提供微生物合成菌体繁殖的主要营养、反硝化的电子供体、生物除磷协助聚磷菌释放。也可以说碳源就是污水厂维持微生物生长最主要的原料之一。
去除水中总氮所用的生物脱氮方式（即反硝化），就是把水中硝酸盐中的氮还原转化成为氮气这一过程，反应过程的中间产物为NO2、NO、N2O，氢离子作为反硝化反应中的电子供体，电子供体则是污水中自带有机物或者外投碳源提供。
污水中的有机物（碳源）在厌氧条件下发酵成为挥发性脂肪酸（VFAs），可以转变为聚b-羟基丁酸，以聚b-羟基丁酸等有机颗粒的形式贮存于细胞内，以此同时就是降解聚磷酸盐过程中的磷酸排出体外。
用复合碳源，其主要成分是具有小分子的有机酸类、醇类、糖类物质，根据污水处理生化工艺、应用需求、菌群组成等因素考虑，进行科学配置组成的复合型碳源。污水处理应用中具有易被微生物吸收利用，减少有机污泥产量，提高污泥活性的特点。