在人工湿地处理系统中，植物通过光合作用产生了氧，一部分通过植物的运输组织和根系的输送作用释放到湿地环境中，在根系周围形成了一个好氧区域，而由于好氧生物膜对氧的利用，在离根系较远的区域形成了缺氧的状态，在更远的区域呈现了厌氧状态，这些过程使系统内的溶解氧呈现了好氧、缺氧和厌氧的区域性变化，创造了更利于对氮、磷等污染物进行降解的微环境。相对于以微生物为主的常规生物处理工艺，人工湿地污水处理系统具有低投资、低维护管理和日常运行费用以及能兼顾景观设计要求等优点，对污染物的降解也更彻底和稳定，适合应用于农村生活污水的处理以及富营养化湖泊的生态和景观水体。

在人工湿地处理系统中，人工湿地填料是人工湿地的基质与载体，填料的所有理化性状都将影响到它对污水的处理。填料通过对污染物的物理过滤、离子交换、专性与非专性吸附、螯合作用、沉降反应等对污染物进行截留，为后续微生物和植物对污染物的进一步分解和吸收创造了良好的条件，同时填料为微生物的生长提供了稳定的依附表面，而粘附在填料上的微生物种群就是净化过程的关键因素，其组成以及数量直接影响着系统的净化。

通过在人工湿地内部填充多孔、有较大比表面积且空隙率较大的填料，可以为微生物提供更大的附着面积、提高气、液通过的能力，进而增强系统对污染物(尤其是氮、磷)的去除能力。因此，湿地基质填料的选择是湿地建造和能否改善湿地净化污水能力的关键。

在填料的设计和选择上，为满足其作为生物膜载体等功能，一般需考虑材料的物理及化学组成、孔隙率及比表面积、机械强度、空间体积及形态、生物、化学及热力学稳定性和价格等因素。由于人工湿地往往应用于农村生活污水的处理及城市及景观等地表水体的生态中，因此还应考虑填料是否易得。