Le acque reflue domestiche sono costituite all'incirca dal 99,9% di acqua, dallo 0,02-0,03% di sostanze solide in sospensione e da altre sostanze organiche e inorganiche insolubili. Percentualmente, la quantità di sostanze solide sembra piccola, però, l'enorme volume di materiale trattato da un grosso impianto di depurazione (per esempio, parecchie centinaia di milioni di metri cubi) contiene ben 100 tonnellate di sostanze solide. I costituenti chimici, sebbene presenti in basse concentrazioni, sono tuttavia importantissimi e sono soggetti a variazioni, sia fra comunità sia all'interno di una comunità, anche di ora in ora. Le sostanze chimiche inorganiche presenti inizialmente nelle acque di approvvigionamento idropotabile saranno presenti anche nelle acque reflue; i composti organici provengono dalle deiezioni umane e da altri rifiuti di città. Le acque reflue industriali, come sopra definite, contengono sostanze organiche e inorganiche. Per esempio i macelli, gli zuccherifici, le cartiere e i caseifici introducono sostanze organiche; le miniere e le industrie metallurgiche immettono acidi e sali di metalli e altri rifiuti inorganici. I composti organici presenti nelle acque reflue vengono classificati come azotati e non azotati. I principali composti azotati sono l'urea, le proteine, le ammine e gli aminoacidi; le sostanze non azotate comprendono i carboidrati, i lipidi e i saponi. La tecnologia moderna può produrre notevoli cambiamenti nelle caratteristiche delle acque reflue. L'introduzione dei trita rifiuti domestici ha aumentato il carico organico totale. Alcuni detergenti sintetici che stanno sostituendo i saponi sono resistenti alla degradazione microbica.