这一类物质多属于碳水化合物、蛋白质、脂肪等自然生成的有机物，它们易于生物降解、向稳定的无机物转化。有氧条件下，在好氧微生物的作用下进行转化，这一转化进程较快，产物一般为CO2、H2O等稳定物质。在无氧条件下，则在厌氧微生物的作用下进行转化，这一进程较慢，而且分两个阶段进行。首先在产酸菌的作用下，形成脂肪酸、醇等中间产物，继而在甲烷菌的作用下形成H2O、CH4、CO2等稳定物质，同时释放出硫化氢、硫醇、粪臭素等具有恶臭的气体。
在一般情况下，都是在好氧微生物作用下进行有氧转化，由于好氧微生物的呼吸要消耗水中的溶解氧，因此这类物质在转化过程中都要消耗一定数量的氧，故可称之耗氧物质或需氧污染物。当水体中有机物浓度过高时，微生物消耗大量的氧，往往会使水体中溶解氧浓度急剧下降，甚至耗尽，导致鱼类及其他水生生物死亡。
有机污染物的组成非常复杂，现有的分析技术难以对其一一进行定量测定。因这种污染物的污染特征主要是消耗水中的溶解氧，故实际工作中一般采用氧当量表示水中耗氧有机物含量的指标，如生物化学需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、总需氧量（TOD）和总有机碳（TOC）。
污染水体中的需氧污染物主要来自生活污水、牲畜污水以及屠宰、肉类加工、罐头等食品工业和制革、造纸、印染、焦化等工业废水。从排水的量来看，生活污水是需氧污染物质的最主要来源。有机污染物对水体污染的危害主要在于对渔业水产资源的破坏。水中含有充足的溶解氧是保证鱼类生长、繁殖的必要条件之一，只有极少数的鱼类，如鳝鱼、泥鳅等，在必要时可利用空气中的氧以外，绝大部分鱼类只能用鳃以水中溶解氧呼吸、维持生命活动。当溶解氧不能满足鱼类的要求时，它们即将力图游离这个缺氧地区，而当溶解氧降至更低时，大部分的鱼类就因缺氧窒息而死。当水中溶解氧消失时，水中厌氧菌大量繁殖，在厌氧菌的作用下有机物可能分解放出甲烷和硫化氢等有毒气体，则更不适于鱼类生存。
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