当污水中含有对微生物有毒、有害或有抑制作用的物质时，活性污泥的性能将会下降、中毒，直至完全失去作用。常见的有毒、有害物质有化学物质、重金属等。见《污水排入城市下水道水质标准》（CT3082-1999）表中列出了常见的有毒、有害物质对活性污泥产生抑制作用的低浓度，进入活性污泥法处理系统的污水中的有毒有害作用的低浓度含量应低于表中的限值。有毒、有害物质的毒害作用还与处理过程中的水温、溶解氧、PH值等多种因素有关，也与有毒、有害物质共存时，其毒性相加或相减有关，还与微生物经过驯化后抗毒性能有关。实践证明，经过专项、长期培训的特殊菌种，可以处理利用污水中的一定量的有毒、有害物质。有时甚至可以将有毒害物质变成微生物的营养成份。例如苯和酚等。