Os principais organismos envolvidos no tratamento dos esgotos são as bactérias, protozoários, fungos, algas e vermes.

Como indicadores de contaminação fecal, são eleitas como referência as bactérias do grupo coliformes, que compreendem os gêneros Escherichia, Aerobacter, Enterobacter e Klebsiela.

O papel desempenhado pelos microrganismos no tratamento de esgotos depende do processo a ser utilizado. Em lagoas de estabilização as algas têm papel fundamental.

A massa microbiana envolvida nos processos aeróbios é constituída basicamente das bactérias denominadas acidogênicas e matanogênicas.

Os Coliformes fecais constituem um subgrupo dos Coliformes totais, diferenciando-se destes por serem tolerantes a temperaturas mais elevadas, sendo praticamente de origem fecal e são conhecidos pela expressão termotolerantes.