微生物本身需要不斷地繁殖並維持其正常活動，因而需要從環境中獲得能源、碳源和其他無機元素。自養型微生物從二氧化碳中獲得碳源，在自然界的碳循環中扮演著重要角色，但顯然與有機廢棄物處理的宗旨不符，因此不能用於環境工程。異養型微生物能夠從有機物中獲得能源和碳源，與此同時，有機物本身被最終降解為CO2，從而達到廢棄物處理之目的，因此是廢棄物處理過程中分布最為廣泛的微生物群；無機化能異養型微生物從無機化合物獲得能源，在有些應用領域非常重要，如生物脫硫、脫氮等。
微生物在環境保護中的應用已經從自然生態係統發展到活性汙泥方法處理廢水，並進一步擴大到固體廢棄物和廢氣的處理及生物修複領域。參與廢棄物生物降解的微生物種類和數量十分龐大，但是根據處理的方法，還是可以將它們分為好氧和厭氧微生物兩大類。在好氧活性汙泥方法中，一些原生動物也起著很重要的作用。
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