Les filtres à ruissellement sont utilisés pour éliminer les matières organiques des eaux usées. Il s’agit d’un système de traitement aérobie qui utilise des micro-organismes fixés sur un support pour éliminer la matière organique des eaux usées. Ce type de système est commun à un certain nombre de technologies telles que les contacteurs biologiques rotatifs et les réacteurs à lit compact (bio-tours). Ces systèmes sont connus sous le nom de processus de "croissance attachée". En revanche, les systèmes dans lesquels les micro-organismes sont maintenus dans un liquide sont connus sous le nom de processus de "croissance en suspension".
Ces systèmes permettent à la matière organique contenue dans les eaux usées d'être adsorbée par une population de micro-organismes (bactéries aérobies, anaérobies, champignons, algues et protozoaires) attachés au milieu sous la forme d'un film biologique ou d'une couche de boue (d'une épaisseur d'environ 0,1 à 0,2 mm). Lorsque les eaux usées s'écoulent sur le support, les micro-organismes déjà présents dans l'eau se fixent progressivement à la surface du support pour former un film. La matière organique est alors dégradée par les micro-organismes aérobies dans la partie extérieure de la couche de boue. Au fur et à mesure que la couche s'épaissit sous l'effet de la croissance microbienne, l'oxygène ne peut plus pénétrer dans le milieu et des organismes anaérobies se développent. Au fur et à mesure que le film biologique se développe, les micro-organismes proches de la surface perdent leur capacité à s'accrocher à la surface. C’est ainsi, une partie de la couche de boue se détache du filtre. Les solides qui se détachent sont ramassés par le système de drainage souterrain et transportés vers un clarificateur pour être éliminés des eaux usées.