砂球是用石块制成的圆形固体，将其密实地铺设在水渠中，并在各处进行曝气(通过使水接触空气，提供细菌分解有机物时所需的氧)。
通过曝气，轮流形成厌氧(不送入空气)和需氧(送入空气)环境，不过厌氧和需氧并不是截然分明的，关键在于从厌氧到需氧、从需氧到厌氧缓慢地进行变化。由此就可产生多种条件，形成细菌种类增加的环境。由于细菌种类较多，便可分解多种有机物。 并且，砂球的内部和外部的水流速度不同也是关键所在。这样便可将固体有机物送入砂球中，在厌氧菌的作用下使之转变为可溶性机物(BOD)。转变成BOD之后，便会被多种细菌分解为二氧化碳和水。砂球在利用砂球净化河水时，需要铺设约5米的长度使水从中通过，净化生活污水时需要10米左右的长度。根据原水的BOD浓度，
水流通过的距离会变长，停留时间也会变长，装置成本便会随之增加。不过即便这样，与活性污泥法相比，依然能够削减整个系统的成本。初期投资较少，而且无需回收污泥，因此还可削减设置后的运用成本。
在处理生活污水时，如果利用砂球，还可削减下水道配管费用。如果利用必须回收污泥的污水处理系统，为了更易于进行污泥回収，往往采取将污水处理系统集中在一处的方法。不过，用于使污水集中到1处的配管所花费的成本较高。如果是使用砂球的系统，就无需回收污泥，因此可分散设置污水处理系统，用于集中污水的配管也比较少。
