COD去除原理主要涉及將水體中的有機物質轉化為無機物質，從而減少水體中COD（化學需氧量）含量，達到水質淨化的目的。COD去除劑有多種，其作用原理如下：
氧化法。此方法通過加強鹼性氧化劑的作用，將有機物氧化成低分子無機物質，常見的氧化劑包括高錳酸鉀、過氧化氫、臭氧和電化學氧化等。
還原法。此方法使用還原劑將含氧量高的有機物轉化為含氧量低的物質，這些低分子化合物更易被生化細菌分解，常見還原劑有硫酸亞鐵和二氧化硫等。
生物法。此方法涉及加入生物COD去除劑，如COMET、Dr.K等，細菌在特定條件下分解水體中的有機物質。
物理化學法。此方法包括物理法（如沉澱、過濾）和化學法。化學法通過添加高碘量的化學還原劑與水體中的有機物反應，降低COD。
此外，催化氧化-微電解技術和鐵碳微電解等技術也用於處理高濃度有機廢水，通過形成微電池系統或利用微電解材料產生的電位差進行電解處理，降解有機污染物。