Cơ sở khoa học của công nghệ vi sinh vật xử lí ô nhiễm môi trường là:

- Nhờ khả năng phân giải, vi sinh vật chuyển hóa các hợp chất gây ô nhiễm thành các chất ít hoặc không gây ô nhiễm môi trường.

- Quá trình phân giải các chất là một chuỗi các phản ứng cho phép nhiều vi sinh vật cùng tham gia nên tốc độ phân giải nhanh hơn.

- Vi sinh vật phân giải các hợp chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí hoặc kị khí.