O tratamento biológico implica a degradação do resíduo orgânico graças à ação dos microrganismos.

Pode-se dizer que um resíduo líquido suscetível de tratamento biológico em uma estação de tratamento de resíduos industriais deve ter seu tratamento descartado numa estação de águas residuárias, não necessariamente pelo tipo de suas cargas contaminantes, mas pela concentração demasiadamente elevada, se comparada aquela que em princípio poderia tratar.

Os tratamentos biológicos aplicáveis aos resíduos industriais não se diferenciam daqueles aplicados no tratamento de águas residuárias, a não ser pela superior ordem de magnitude das cargas orgânicas (DBO) a eliminar e pela presença de biotóxicos no resíduo com maior frequência e a maiores concentrações que naquelas.

Em princípio, pode-se dizer que o tratamento biológico não serve para os compostos orgânicos perigosos pois, em essência, nenhuma das substâncias químicas se degradam mesmo sendo estabelecidas, mantidas e controladas as adequadas populações microbianas.

Implica também numa mineralização ou decomposição das moléculas orgânicas em dióxido de carbono, água e resíduos orgânicos inertes (degradação completa), que se incorporam às demais estruturas dos organismos.