不少重金屬是微生物正常生長的必需元素，但是當重金屬在菌體內濃度過高時，會對菌體產生毒性。微生物可通過細胞的表面富集與細胞膜成分的改變，減小毒性的破壞。多年的研究表明，生物法處理重金屬廢水主要通過生物吸附、生物轉化兩種不同生物化學過程。生物吸附與微生物細胞壁結構、成分密切相關，是通過物理化學作用將重金屬吸附在胞外聚合物(ECP)的結合點位上，與污泥一同沉降，從而從出水中去除，活的和死的微生物對重金屬離子都有較強的吸附能力。由于微生物對重金屬具有很強的親合吸附性能，有毒金屬離子可以積累在細胞的不同部位或結合到胞外基質上，或被輕度螯合在可溶性或不溶性生物多聚物上。一些微生物如動膠菌、藍細菌、硫酸還原菌以及某些藻類，能夠產生胞外聚合物如多糖、糖蛋白等具有大量陰離子的基團，與重金屬離子形成絡合物。具體聯系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
生物轉化是通過活的微生物細胞的新陳代謝伴隨著能量消耗進行的一個主動過程。一部分為較緩慢的生物作用所吸收，最終積存在細胞原生質內;一部分通過氧化、還原、甲基化和脫甲基化作用而改變其毒性，從而形成了某些微生物對重金屬的解毒作用。在真核微生物和一些原核生物中發現的重金屬結合肽(如MTs)，是一類低分子質量的(6~7kDa)，富含半胱氨酸(Cys)，但不含芳香族氨基酸和組氨酸的蛋白質，重金屬進入細胞后，可通過區域化作用分布在細胞內的不同部位，體內可合成重金屬結合肽。它們通過半胱氨酸殘基上疏基與重金屬結合成無毒或低毒的絡合物，從而清除重金屬的毒害。
