生物膜的形成是一個複雜的動態過程，涉及多個階段，包括微生物在載體表面的附著、不可逆附著、生物膜的形成、成熟和脫落。這個過程可以詳細描述如下：
微生物在載體表面的附著。這個階段包括微生物通過主動或被動方式（如布朗運動、細菌自身運動和沉降等）向載體表面的運送，以及細菌通過各種物理化學作用（如範德華力、靜電吸引等）與載體表面的可逆附著。這一過程可能涉及細菌藉助水力動力學作用以及濃度擴散作用向載體表面的主動運送。
不可逆附著過程。細菌通過分泌的粘性代謝物質（如多聚糖）形成穩定的附著，這一過程增強了細菌與載體之間的粘附，使得細菌不易被水流剪下力沖刷脫落。
生物膜的形成和成熟。在這個階段，微生物在載體表面建立穩定的生存環境，利用周圍環境的營養物質進行繁殖和代謝，分泌多糖基質、纖維蛋白、脂蛋白等多糖蛋白複合物，逐漸形成具有三維結構的成熟生物膜。這些生物膜在結構上通常分為主體生物膜層、連線層、條件層和基質層。
生物膜的脫落。由於生物膜的老化，部分細胞從生物膜上脫落，這標誌著生物膜形成過程的結束。老化的生物膜脫落之後，新的生物膜又逐漸生長起來，形成了一個動態的更新過程。
生物膜是由細菌、真菌、原生動物和/或藻類的混合物組成，通常形成在氣相和液相邊界層上，如管道、冷卻塔、排水管等。生物膜的特徵性黏液基質由微生物產生的胞外聚合物（EPS）組成，與水形成水凝膠。生物膜的形成不僅依賴於微生物的特性和環境條件，還涉及微生物之間的相互作用和生物化學過程。