Vi sinh xử lý nước thải là quần thể vi sinh được tổng hợp và bảo quản ở môi trường nào đó (rắn, lỏng hoặc bùn lỏng) được sử dụng cho việc nuôi cấy vi sinh trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Mỗi loại vi sinh nuôi cấy sẽ phù hợp với mỗi loại nước thải có thành phần và tính chất khác nhau.