一般污水處理廠需要分析的主要化學指標如下：
⑴pH值：pH值可以通過測量水中的氫離子濃度來確定。pH值對廢水的生物處理影響很大，硝化反應對pH值更加敏感。城市污水的pH值一般在6～8之間，如果超出這一范圍，往往表明有大量工業廢水排入。對于含有酸性物質或堿性物質的工業廢水，在進入生物處理系統之前需要進行中和處理。
⑵堿度：堿度能反應出廢水在處理過程中所具有的對酸的緩沖能力，如果廢水具有相對高的堿度，就可以對pH值的變化起到緩沖作用，使pH值相對穩定。堿度表示水樣中與強酸中的氫離子結合的物質的含量，堿度的大小可用水樣在滴定過程中消耗的強酸量來測定。
⑶CODCr: CODCr是廢水中能被強氧化劑重鉻酸鉀所氧化的有機物的數量，以氧的mg/L計。
⑷BOD5：BOD5是廢水中有機物被生物降解所需要的氧量，是衡量廢水可生化性的指標。
⑸氮：在污水處理廠中，氮的變化和含量分布為工藝提供參數。污水處理廠進水中的有機氮和氨氮含量一般較高，而硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮含量一般較低。初沉池氨氮的增加一般表明沉淀污泥開始厭氧，而二沉池硝酸氮和亞硝酸氮的增加，表明硝化作用已經發生。生活污水中氮的含量一般為20～80mg/L，其中有機氮8～35mg/L，氨氮為12～50mg/L，硝酸氮和亞硝酸氮的含量很低。工業廢水中有機氮、氨氮、硝酸氮和亞硝酸氮含量因水而異，有的工業廢水中氮的含量極低，在利用生物法處理時，需要投加氮肥以補充微生物所需的氮含量，而出水中氮的含量過高時，又需要進行脫氮處理，以防止受納水體出現富營養化現象。
⑹磷：生物污水中磷的含量一般為2～20mg/L，其中有機磷1～5mg/L，無機磷為1～15mg/L。工業廢水中磷的含量差別很大，有的工業廢水中磷的含量極低，在利用生物法處理時，需要投加磷肥以補充微生物所需的磷含量，而出水中磷的含量過高時，又需要進行除磷處理，以防止受納水體出現富營養化現象。
⑺石油類：廢水中的油大多是不溶于水的，且浮在水面上。進水中的油會影響充氧效果、導致活性污泥中的微生物活性降低，進入到生物處理構筑物的混合污水含油濃度通常不能大于30～50mg/L。
⑻重金屬：廢水中的重金屬主要來自工業廢水，其毒性很大。污水處理廠通常沒有較好的處理方法，通常需要在排放車間內進行就地處理達到國家排放標準后再進入排水系統，如果污水處理廠出水中重金屬含量上升，往往說明預處理出現了問題。
⑼硫化物：水中的硫化物超過0.5mg/L后，就帶有令人厭惡的臭雞蛋味，且有腐蝕性，有時甚至會引起硫化氫中毒事件。
⑽余氯：使用氯消毒時，為保證在輸送過程中微生物的繁殖，出水中余氯(包括游離性余氯和化合性余氯)是消毒工藝的控制指標，一般不超過0.3mg/L。
