MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态,进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。
资料显示,MBBR工艺的主要特点:为了维持较高的硝化率,需要较高的溶解氧。硝化率取决于有机物的负荷、氨的浓度和溶解氧3个因素。H.degaard的研究表明:在这3个参数中有机负荷是关键因素,应该尽可能低,当有机负荷BOD超过4 g/(m2·d),需要很高的溶氧浓度(>6 mg/L)才能使硝化反应发生;当氨的浓度很低(<3 mg/L)时,才会限制硝化作用；更重要的是溶氧的影响,即使它的浓度相当高也可能限制硝化率。试验中当溶氧的浓度大于2～3 mg/L硝化作用才开始进行,而且硝化率和溶氧的浓度接近线性关系,直到溶氧浓度超过10 mg/L。

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