在污水处理系统中，微生物所需要的有机物，称为碳源。利用活性污泥法中的微生物是处理污水的主要方式，在这种处理方式下，微生物本身的生长需求也就成了采用活性污泥法的污水处理首要解决的问题。微生物本身也是有机生命体，需要食物来维持自身的生长，溶于水中的有机物就是它们的食物，特别是我们人类生活中排放的污水中的有机污染物是它们最佳的食物。而污水厂里活性污泥中的微生物正是大量吞食污水中的有机污染物才得以生存，生长，繁殖。而所谓的有机物其实就是地球上含碳的化合物，正是这些含有各种各样复杂的碳链的化合物，才组成了地球上丰富多彩的有机体世界。
从污水去除有机污染物的微生物需要氮和磷来生长和繁殖。微生物需要氮来形成蛋白质，细胞壁成分和核酸;需要磷来维持生长所需的能量。微生物所需要的这些碳源和营养物质的比例可以用一个分子式来表示，那就是C5H7NO2P0.074。在采用好氧活性污泥法处理污水时，通常要求水中BOD：N：P的比例对于应该约为100：5：1，这样的比例才能满足活性污泥中的微生物的正常生长。
一、碳源在活性污泥培养驯化阶段的作用：
作为一个污水处理系统，在初期投产阶段，由于建设的生物池内没有微生物，需要进行微生物的培养聚集和驯化，在这个阶段微生物的生长过程属于对数增殖期，这个阶段的微生物需要大量的碳源来维持自身快速生长。这个阶段正常的城市生活污水中的有机污染物作为碳源就不能满足微生物的生长需求。同时由于生活污水中的碳源是复杂的有机物，往往不能被初期生长的微生物吸收利用。这个阶段为了快速的培养活性污泥，一般会采用投加外界碳源的方式来加快微生物的生长繁殖。
二、污水处理系统的进水营养不均衡也需要补充碳源：
在很多污水厂，特别是收纳范围小，收集人口少，或者是工业废水厂内，污水的碳源营养组成比例和一般的100：5：1是不吻合的。有些是进水水质受雨污合流，地下水渗流等原因，导致水中的有机污染物质极少，碳源极少，但是氮和磷的含量较高，这样的水质为了处理氮磷达标，需要在生物池内保持一定的活性污泥中的微生物数量，对氮和磷进行降解，这就产生了较低的有机负荷-食微比F/M非常低，极低的食微比F/M会造成活性污泥老化解体，造成出水水质超标。因此在这样的进水环境下，需要对微生物进行碳源的补充，来维持微生物的较高的活性，这时就需要进行碳源的补充。