参与氧化还原反应在整个污水处理系统中，碳源可以作为电子供体参与氧化还原反应，这个过程可以有效地加速有机物的分解和转化。污水中的许多有机污染物需要在氧化还原反应的作用下逐步被分解为无害成分。碳源作为电子供体参与反应过程时，能够帮助打断有机物的化学键，促使有机物逐步转化为更易被微生物分解或者直接就是无害的物质。例如，在一些难降解有机物的处理过程中，合适的碳源可以诱导酶系统的产生，这些酶可以参与氧化还原反应，使难降解有机物的分子结构发生改变，从而逐步被分解。这一过程有助于进一步降低废水中的污染物浓度，像提高化学需氧量（COD）、当地总有机碳（TOC）等指标的去除率，从而出水水质，使处理后的水更加符合排放或者回用的标准。

在污水处理系统中，微生物所需的有机物称为碳源。在活性污泥培养驯化阶段，由于构建的生物池中没有微生物，因此需要对微生物进行培养、收集和驯化。这一阶段微生物需要大量的碳源保持快速增长。现阶段，普通城市生活污水中的有机污染物作为碳源还不能满足微生物的生长需求。同时，由于生活污水中的碳源是一种复杂的有机物，往往不能被初生长的微生物吸收利用。因此，在这个阶段，补充碳源是很有必要的。在一些情况下，污水的碳氮比失衡，特别是在收集面积小、收集人口少，或在工业废水厂，污水的碳氮比失衡。因此，在这样的进水环境之中，需要为微生物补充碳源，以维持微生物的高活性。碳源在污水处理厂的使用主要分为提供微生物合成菌体繁殖的主要营养、附近反硝化的电子供体、生物除磷协助聚磷菌释放。也可以说碳源就是污水厂维持微生物生长较主要的原料之一。

改善污泥性质污水处理过程产生的污泥是一种有机 - 无机复合物，里面含有大量的有机物质和微生物。适量的碳源投加有利于为污泥中的好氧微生物提供营养物质，促进它们的繁殖和代谢活动。首先，在污泥处理方面，这有助于提高污泥的稳定性。稳定的污泥不易发生腐化，对于后续的污泥处理过程至关重要。例如，污泥在储存过程中，如果稳定性不佳，就容易产生臭气，滋生有害病菌等问题。其次，碳源的投加对污泥的脱水性能也有改善作用。污泥脱水性能改善后，可以减少污泥的体积，降低污泥后续处理的成本。例如，某工业污水厂在污泥处理过程中，发现投加一定量的特定碳源后，污泥的含水率明显降低，在污泥压滤过程中，泥饼的形成更快更紧实，这使得污泥的处理量得以减少，也减少了污泥处置过程中的运输成本和填埋占用空间。