مواد بیولوژیکی متعلق به تصفیه آب معمولا متشکل از پلیمرهای چهار گروه اصلی ترکیبات آلی یعنی: کربوهیدرات ها،چربی‌ها،آمینو اسیدها و اسید‌نوکلئیک‌ها محسوب می شوند.

مواد آلی طبیعی متشکل از این‌چنین مواد شیمیایی و محصولات واکنش های شیمیایی زنده و غیر زنده بین مولکول‌های مواد آلی طبیعی یا مواد آلی طبیعی ومواد معدنی آب در تصفیه آب می‌باشند.آرایش گسترده فعالیتبیولوژیکی در محیط‌ زیست به تولید هزاران مواد شیمیایی مختلف منجر می شود.بنابراین این ماده مخلوط پیچیده‌ای از ترکیبات مختلف با خواص شیمیایی متفاوت می‌باشند که به خاطر شرایط منطقه‌ای خاک،آب،هوا و شرایط هیدرولوژیکیاز قسمتی به قسمت دیگر در منابع آب متفاوت خواهد بود.این پیچیدگی توصیف شیمی پایه‌ی مواد آلی طبیعی(نظیر گروه‌های عامل یا خواص فیزیکی و شیمیایی) را مشکل ساخته و باعث تأثیرات متفاوتی در فرآیندهای تصفیه آب خانگی و تصفیه آب صنعتی به واسطه‌ی مواد آلی طبیعی آب‌های مختلف می‌گردد.
مواد آلی طبیعی نه تنها فرار نیستند بلکه نسبتا محلول بوده و می‌توانند بدون رسوب دادن تا بیش از 1000 میلی‌گرم بر لیتر تغلیظ شوند.اکثر مولکول‌های مواد آلی طبیعی بار منفی داشته و دارای گروه‌های عامل آنیونی متعددی می‌باشند که آنها را پلی‌ الکترولیتی می‌سازد.مولکول‌های این مواد یک توزیع وزن مولکولی با حدود 90 درصد بین 500 تا 3000 دالتون(Da) دارند.

مواد آلی طبیعی  به خاطر فعالیت های بیولوژیکی شامل ترشحات ناشی از فعالیت متابولیکی جلبک‌ها،تک‌ یاخته‌ها،میکروارگانیسم‌ها و گونه‌های زنده‌ی تکامل‌یافته‌تر،تجزیه‌ی مواد آلی توسط باکتری‌ها و مدفوع ماهی‌ها و سایر ارگانیسم‌های آبزی در آب ایجاد می گردد

که حذف تمامی موارد گفته شده توسط دستگاه های تصفیه آب خانگی و تصفیه آب صنعتیامکان پذیر است .پیکره و مواد درون سلول‌های گیاهی و حیوانی نیز در تولید این مواد دخالت دارند.مواد آلی طبیعی همچنین می‌تواند از فرسایش خاک در مسیر آب حاصل شود.مواد آلی موجود در زمین از فعالیت‌های بیولوژیکی مشابه بهوجود می‌آیند، اما به خاطر وجود ارگانیسم‌های متفاوت و خاک دستخوش واکنش‌های متفاوتی می‌شوند.