好氧塘的工作原理主要基於以下幾點：
藻類光合作用。在陽光照射下，藻類進行光合作用，釋放氧氣，並利用太陽光能合成細胞質，同時釋放出氧。
好氧細菌的代謝活動。好氧細菌利用水中的溶解氧，通過好氧代謝氧化分解有機污染物，併合成自身的細胞質。
藻類與細菌的共生關係。藻類通過光合作用產生的CO2為好氧細菌提供營養，而好氧細菌的代謝產物又作為藻類的光合作用碳源。
溶解氧和pH值的晝夜變化。白天，藻類光合作用產生的氧氣超過細菌降解有機物的需氧量，導致水中溶解氧濃度高，甚至可能達到飽和狀態；夜間，由於生物呼吸消耗氧氣，溶解氧濃度下降，pH值也相應變化。
此外，好氧塘中還存在著其他微生物，如原生動物，它們共同參與到淨化污水的過程中。