當污水中含有對微生物有毒、有害或有抑制作用的物質時，活性污泥的性能將會下降、中毒，直至完全失去作用。常見的有毒、有害物質有化學物質、重金屬等。見《污水排入城市下水道水質標準》（CT3082-1999）表中列出了常見的有毒、有害物質對活性污泥產生抑制作用的低濃度，進入活性污泥法處理系統的污水中的有毒有害作用的低濃度含量應低于表中的限值。有毒、有害物質的毒害作用還與處理過程中的水溫、溶解氧、PH值等多種因素有關，也與有毒、有害物質共存時，其毒性相加或相減有關，還與微生物經過馴化后抗毒性能有關。實踐證明，經過專項、長期培訓的特殊菌種，可以處理利用污水中的一定量的有毒、有害物質。有時甚至可以將有毒害物質變成微生物的營養成份。例如苯和酚等。