人工湿地对污水的处理有十分复杂的净化机理，现在仍未完全研究清楚。一般认为人工湿地对污水的处理综合了物理、化学和生物的三种作用[12]。其处理过程大致为：植物渗出的可溶性有机和无机物质为微生物生长提供了基质，使根际微生物的数量和活性明显高于非根际带。湿地系统成熟后，填料表面和植物根系由于大量微生物的生长而形成生物膜。废水流经生物膜时，大量的SS被填料和植物根系阻挡截留，大肠杆菌和病原体被植物根系分泌物灭活或自然衰败死亡，不溶性有机物通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程被分解去除。根系周围由于植物的运输组织和根系对氧的传递释放形成连续的好氧、缺氧和厌氧状态，相当于许多串联或并联的A2/O处理单元，不仅保证了大分子有机物的去除，而且使废水中的氮、磷被植物和微生物作为营养成份直接吸收。同时,还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将其从废水中去除。最后，随着湿地床填料的定期更换或栽种植物的收割使污染物最终从系统中去除。