生物法处理VOCS是利用专属微生物的生物化学作用，使污染物分解，转化为无害的无机物，专属微生物利用有机物作为其生长繁殖所需的基质，通过物理、化学、生物过程将大分子或结构复杂的有机物最终氧化分解为简单的水、二氧化碳等无机物，同时在此过程中产生的能量，使专属微生物的生物体得到增长繁殖，进一步对有机物进行处理，形成周而复始的循环处理过程。

污染物去除的实质是有机污染物作为营养物质被专属微生物吸收、代谢及利用。这一过程由物理、化学及生物化学反应所组成。可以用下式表达：VOCS+O2→细胞代谢物+CO2+H2O

1、VOCS的溶解过程。

废气与水或固相表面的水膜接触，污染物溶于水中成为液相中的分子或离子，即VOCS由气相转移到液相，这一过程是物理过程，遵循亨利定律：Pi=HXi式中Pi--可溶气体在气相中的平衡分压，Mpa；H--亨利系数，MPa；Xi--可溶气体在液相中的摩尔分数。

2、VOCS的吸附、吸收过程。

水溶液中VOCS成分被专属微生物吸附、吸收，VOCS成分从水中转移至微生物体内。作为吸收剂的水被再生复原，继而再用以溶解新的废气成分。被吸附的有机物经过生物转化，即通过微生物胞外酶对不溶性和胶体状有机物的溶解作用后才能相继地被微生物摄入体内。如淀粉、蛋白质等大分子有机物在微生物细胞外酶（水解酶）的作用下，被水解为小分子后再进入细胞体内。

3、VOCS的生物降解过程。

进入微生物细胞的VOCS成分作为微生物生命活动的能源或养分被分解和利用，从而使污染物得以去除。

进入微生物细胞体内的有机物，在各种细胞内酶（如脱氢酶、氧化酶等）的催化作用下，微生物对其进行氧化分解，同时进行合成代谢产生新的微生物细胞。一部分有机物通过氧化分解最终转化为H2O和CO2等稳定的无机物质，并从中获取合成新细胞物质（原生质）所需要的能量。此过程可用下式表示。

CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2→xCO2+(y/2)H2O+△H

与此同时，微生物利用另一部分有机物及分解代谢过程中所产生的能量进行合成代谢以形成新的细胞物质。此过程可用下式表示：

nCxHyOz+nNH3+n(x+y/4-z/2-5)O2→(C5H7NO2)n+n(x-5)CO2+(n/2)(y-4)H2O-△H

上述转化过程中，当有机底物的含量充足时，微生物处于快速增长阶段，将有大量新的细胞合成，但随着底物不断氧化分解及微生物和细胞物质数量的不断增长，微生物生长对有机底物的需求量逐渐得不到满足，微生物将进入体内源呼吸阶段。此时微生物对自身细胞物质进行氧化分解，并产生能量，成为维持其生长繁殖提供能量的主要方式，见下式：

(C5H7NO2)n+5nO2→5nCO2+2nH2O+nNH3+△H

处理不同VOCs成份的物质，需要不同的生物酶，而不同的生物酶需要不同种类的菌种产生。因此，处理不同成份的VOCs就必须使用不同菌种群处理。