用活性污泥法進行污水生物處理的主要構築物。活性污泥法是需氧性生物處理方法，在處理過程中，為瞭維持微生物的生命活動，必須保證水中有一定量的溶解氧。所謂曝氣，就是不斷地把空氣打入水中，或利用機械攪拌作用使空氣中的氧溶入水中。
曝氣池主要由池體、曝氣系統和進出水口三個部分組成。池體一般用鋼筋混凝土築成，平面形狀有長方形、方形和圓形等。曝氣方法主要有鼓風曝氣和機械曝氣。
曝氣池
鼓風曝氣 又稱壓縮空氣曝氣。采用這種方法的曝氣池，多為長方形混凝土池，池內用隔墻分為幾個單獨進水的隔間，每一隔間又分成幾條廊道。污水入池後順次在廊道內流動，至另一端排出。空氣是用空氣壓縮機通過管道輸送到設在池底的空氣擴散裝置，成為氣泡彌散逸出，在氣液界面把氧氣溶入水中。擴散裝置有多孔管、固定螺旋曝氣器、水射器和微孔擴散板等四種不同型式。
機械曝氣 一般是利用裝在曝氣池內的機械葉輪轉動，劇烈攪動池內廢水，使空氣中的氧溶入水中。葉輪裝在池內廢水表面進行曝氣的，稱為表面曝氣。這種裝置通過葉輪的提水作用，促使池內廢水不斷循環流動，不斷更新氣液接觸面以增大吸氧量。葉輪旋轉時在周緣形成水躍，可有效地裹入空氣；葉片後側產生負壓，可吸入空氣，所以充氣效果較好。葉輪浸水深度和轉速可以調節，以保證最佳效果。典型的機械曝氣池有圓形表面加速曝氣池、標準型加速曝氣池、IO型加速曝氣池和方形加速曝氣池等。鼓風曝氣和機械曝氣兩種方法有時也可聯用，以提高充氧能力，這適用於有機物濃度較高的污水。
聯合工藝 曝氣池一般和沉淀池組成聯合工藝流程。設置在曝氣池前面的稱初次沉淀池，設置在曝氣池後面的稱為二次沉淀池，分別用於廢水的預處理和後處理。曝氣池也有和二次沉淀池合建的。這種設施由曝氣區、導流區、沉淀區、回流區四部分組成。導流區的作用是使污泥凝聚和使氣水分離，為沉淀創造條件。在曝氣區內廢水與回流污泥充分混合，然後經導流區流入沉淀區，澄清後的水經溢流堰排出。沉淀污泥沿曝氣區底部回流入曝氣池。這種設施結構緊湊，流程短，可以節省污泥回流設備。
近年來，又創造出一些新型曝氣方法，如深井曝氣、純氧或富氧曝氣和配合其他生物處理方法的曝氣等。深井曝氣一般用直徑1～6米、深達50～150米的曝氣池，利用水壓來提高水中氧的移轉速率，以高效去除污水中BOD（生化需氧量）。這種曝氣池已在英國、德意志聯邦共和國、法國、加拿大、美國、日本先後投入運行或實驗運行。純氧曝氣是按鼓風曝氣方法向水中鼓入純氧或富氧空氣，池型一般如鼓風曝氣池，上加密封蓋，以充分提高充氧效率。另外還在研究和發展一些特殊型式的曝氣池，如生物接觸氧化和生物膜載體流化床曝氣池等（見生物膜法）。曝氣池在朝著高效率、小體積、節省能源的方向發展。