当废水流经基质和根际时，就会进行处理。缓慢的流动允许废水和湿地表面之间更长的接触时间。人工湿地滤料和气体/水交换的机会吸引了多样化的好氧和厌氧微生物群落。微生物附着在根和根茎上，形成分解污染物和有机物的生物膜。植物凋落物和分解植物提供的营养物质——碳、氮和磷——为微生物过程提供营养。 在基质中，悬浮固体从废水中过滤出来，病原体通过过滤和吸附去除。

饱和基材创造了一个缺氧环境，其中氧气的消耗速度快于被替换的速度。这种低氧环境阻止了不适合湿地环境的植物生长。低氧环境对于消除污染物也至关重要。氮气被分解，氮气无害地释放到大气中。磷通过结合有机物中的磷或与铁、铝和钙共沉淀来收集和储存在湿地系统中。同样，重金属被隔离在基质中或被植物吸收。人工湿地滤料分为地表流或浮式处理湿地和地或芦苇床系统。

植被漂浮在漂浮或地表流湿地的水面上。地表流是水平流动的，这意味着废水平行于基质流动。在人工湿地滤料植物生长在砾石中。水可以水平或垂直流动，在这种情况下，废水会向经植物和基质。无论是垂直还是水平，在地下湿地中，废水在植物根部之间流动，永远不会浮出水面。