污泥特性取决于原始给水质量和排出污泥的机组运行类型。
对于传统的城市污水处理，两种主要的污泥流是：
从初沉阶段产生初级污泥，以及二级生物处理阶段，如果生物处理基于活性污泥工艺，则产生废物活性污泥（WAS）。
无论其来源如何，污泥都含有水、溶解的有机和无机物质以及悬浮固体。悬浮固体通常占城市污水污泥的2−5%。
污泥处理的一个关键部分是通过降低含水量来减少其体积。污泥中的水以各种形式存在：
游离或未结合的水是与固体或絮凝物无关的部分，即由生物和有机聚合物材料结合在一起的颗粒组合。这种水部分可以通过机械处理（增稠和脱水）进行分离。在城市污水污泥中，游离水约占70%。
间隙水是指在污泥絮凝体之间受到毛细力束缚或困在絮凝体缝隙中的水，因此有时也称为絮凝水。当絮凝体破碎时，例如在剪切力的影响下，这些水可能会被释放出来。一些间隙水可以通过离心等机械方法去除。
表面或附近的水是与固体颗粒直接相关的部分，并通过氢键结合到颗粒表面。这种水成分不能通过机械方式去除。
细胞间水是指微生物细胞内的水，或者在颗粒结构内化学结合的水。与表面或附近的水一样，它不能用机械去除。它只能通过热方法释放，这种方法会破坏颗粒和细胞，并以蒸汽的形式提取水。
不同质量的污泥是由不同的生物单元操作产生的。一个关键的污泥质量参数是其干固体百分比（%DS）含量，即100%减去含水量百分比。%DS反映了污泥固结的程度。在固体没有任何生物降解的情况下，污泥体积随着水的减少和DS含量的相应增加而减少。
关于污泥处理，第二个关键的污泥质量参数是可降解有机物含量，通常表示为化学需氧量（COD），而不是生化需氧量（BOD）。
对于污水处理装置运行产生的污泥，悬浮固体的量通常相对于该装置运行给水中的COD浓度进行归一化，以kgSS/kgCOD为单位
对于热化学和厌氧消化污泥处理操作，产生的甲烷量（kgCH4）或热量含量（MJ）通常相对于这些操作的进料污泥中的COD浓度进行归一化。
对于简单的固体分离水/废水处理装置操作，例如传统活性污泥（CAS）、滴滤器（TF）或浸没式曝气过滤器（SAF）工艺的初级沉淀步骤，每千克COD产生的kgSS相对较高，为0.35−0.45。这些过程的第二个好氧生物阶段的值较低（0.2−0.35），因为一些COD被矿化（即转化为碳酸氢盐或CO2）。厌氧过程（如化粪池和上流式厌氧污泥床（UASB））的数值更低（0.12−0.3），因为这些过程会生物降解更多的有机碳。
因此，通过废水处理将有机物转化为污泥固体的生物转化取决于单元工艺的类型。它还受工艺操作条件和给水特性的影响。
