目前，國內外通用的污水處理技術主要是采用生物法，此方法具有處理徹底、有機物降解率高、二次污染小、能耗低和運行管理方便等優點。當水溫低于8℃時，中溫菌活性會降低或死亡，但在北方地區保持水溫不低于8℃則是很困難的事，耗能和保溫都存在問題。
溫度是一個重要的生態因子，是影響微生物生長與存活的最重要因素之一，對生物個體的生長、繁殖、新陳代謝及生物種群分布和種群數量起著決定作用。此外，溫度對活性污泥的絮凝沉降性能、曝氣池充氧效率以及水的粘度都有較大影響。
1、微生物增殖
溫度是影響微生物生長的一個重要因子。溫度太低，可使原生質膜處于凝固狀態，不能正常地進行營養物質的運輸或形成質子梯度，因而生長不能進行。
2、微生物代謝
由于低溫引起微生物酶促反應速度下降，必將導致活性污泥活性降低，使得生物處理反應速率下降。
3、污泥吸附作用
水溫在5℃以下時，溫度對活性污泥初期吸附作用影響較大，水溫愈低愈明顯。低溫時微生物本身代謝功能也逐漸減弱，吸附在活性污泥表面上的有機物，不能很快被降解，未降解的有機物在活性污泥吸附表面上有所積累，在一定程度上改變了被多糖類粘液層包覆的吸附表面的性質，污泥的表面活性恢復的較慢，從而降低了活性污泥的吸附作用。
4、污泥的沉降
低溫條件下活性污泥的沉速較小，常溫條件下活性污泥的沉降性能明顯好于低溫條件下活性污泥的沉降性能。從水質特點上分析，低溫環境下，水的粘滯性增高，固體顆粒沉降阻力增大，降低了泥水分離效果，沉淀后的上清液仍有細小的懸浮顆粒隨出水帶走。
5、污泥的膨脹
有關研究表明在寒冷地區城市污水廠，除低氧、低負荷外，溫度也確是影響污泥膨脹的重要因素。低溫導致絲狀菌的過度生長是寒冷地區冬季和春季污泥膨脹的主要原因。
6、污泥的脫水
對于低溫運行的活性污泥，顆粒密度是影響污泥比阻的主要因素，而對于常溫活性污泥，顆粒大小才是影響污泥比阻的主要因素。同時，低溫下絲狀菌的大量出現導致了污泥絮體疏松、密度減小，進一步導致污泥比阻和沉降指數增大。與常溫運行活性污泥相比，低溫運行活性污泥所攜帶的負電荷少而具有更高的親水性；低溫活性污泥的胞外分泌物中含有更多的粘性物質，使污泥的壓縮性降低而難于沉降。