活性污泥的需氧量與其環境中的溶解氧水平密切相關。對於好氧生物而言，環境溶解氧大約是0.3mg/L時，對其正常代謝活動已經足夠。然而，活性污泥以絮體形式存在曝氣池中，當周圍的混合液溶解氧（DO）為2.0mg/L時，絮粒中心的溶解氧可降至0.1mg/L，已處於微氧和缺氧狀態。這表明活性污泥絮粒內部的細菌在較低的溶解氧水平下可能無法進行正常的代謝活動。
因此，一般應將溶解氧控制在2-3mg/L左右，以確保生化池進水端或絮粒內部細菌的代謝速率不受影響。過低的溶解氧會影響細菌的代謝速率，而過高的溶解氧則可能增加能耗並導致絮粒被打碎，從而加速污泥老化。
在污水生物除磷脫氮工藝中，溶解氧（DO）的濃度將影響整個工藝的除磷和脫氮效率。硝化階段需要在好氧條件下進行，因此DO應維持在2-3mg/L為宜。當DO低於0.5-0.7mg/L時，硝化反應會受到抑制。而在反硝化過程中，DO的控制應在0.5mg/L以下，以確保反硝化菌能夠有效地利用硝氮中的化合態氧進行脫氮。如果DO大於1.0mg/L，反硝化過程將幾乎不能進行，且缺氧時間小於0.5h會導致反硝化不徹底。