微生物本身需要不断地繁殖并维持其正常活动，因而需要从环境中获得能源、碳源和其他无机元素。自养型微生物从二氧化碳中获得碳源，在自然界的碳循环中扮演着重要角色，但显然与有机废弃物处理的宗旨不符，因此不能用于环境工程。异养型微生物能够从有机物中获得能源和碳源，与此同时，有机物本身被最终降解为CO₂，从而达到废弃物处理之目的，因此是废弃物处理过程中分布最为广泛的微生物群；无机化能异养型微生物从无机化合物获得能源，在有些应用领域非常重要，如生物脱硫、脱氮等。

微生物在环境保护中的应用已经从自然生态系统发展到活性污泥方法处理废水，并进一步扩大到固体废弃物和废气的处理及生物修复领域。参与废弃物生物降解的微生物种类和数量十分庞大，但是根据处理的方法，还是可以将它们分为好氧和厌氧微生物两大类。在好氧活性污泥方法中，一些原生动物也起着很重要的作用。