湿地微生物主要指植物体和底泥中的细菌、真菌、霉菌和放线菌等，它是湿地生态系统的分解者，对不同污水中的化学组分具有同化、转化和循环作用，它首先接近污水中的溶解成分，并直接吸收和转化或捕获溶解性组分提供给动植物进行吸收和转化。人工湿地处理污水时，有机物的降解和转化主要是由湿地微生物活动来完成的，人工湿地中微生物的活动是废水中有机物降解的基础，丰富的微生物资源为湿地污水处理系统提供了足够的分解者。经相关性分析发现，湿地植物根区的细菌总数与BOD5去除率之间存在显著相关性;氨氮的去除率与根际硝化细菌和反硝化细菌数量的相关性极显著。在微生物生长过程中，常常要吸收一些营养元素和重金属元素以保证微生物的生长和代谢，它们能分泌高分子聚合物，对重金属有较强的络合力。有些微生物是重金属污染物的良好吸附剂，如曲霉属生物体可有效地吸附Au，枯草杆菌可有效地吸附Au、Ag等。