当污水中投加了新的碳源时，微生物为了有效分解利用这些碳源，会逐渐诱导产生新的酶系。例如，当向污水中加入一种复杂的碳源化合物，微生物可能产生特定的水解酶来分解该复杂物质。这种诱导产生新酶系的能力有助于微生物适应新的污水环境和污染物类型，随着时间的推移，微生物群落会朝着更有利于分解特定污水污染物的方向进化。如果污水中碳源长期匮乏或者种类单一，会导致微生物生长过程中竞争过度，一些处在竞争劣势的微生物逐渐消失， 微生物群落变得单一。单一的微生物群落容易走向退化，它们的污染物处理能力也相对较弱，而且会加大对环境变化的敏感性。多样化的碳源输入则可以避免这种情况的发生，维持微生物群落丰富的多样性，提高整个污水处理体系的稳定性和抗冲击能力。随着社会发展和工业布局调整，污水中的污染物质类型和含量可能发生变化。持续的碳源供应和多样的碳源成分可以使微生物群落能够更加灵活地应对这些变化。微生物通过调节自身代谢途径和酶系统，可以较快地调整适应新的污染物环境，保持污水处理的有效性。

在污水处理方面的作用调节污水碳氮比（C/N）促进脱氮反应：在生化法脱氮工艺中，污水中的C/N比对于总氮去除效率影响很大。当C/N比不合适（通常是C/N过小，即碳源不足）时，添加碳源能重新将C/N调整到合适范围，对于提高生化处理系统中反硝化菌的活性、进而污水的脱氮效率至关重要。因为反硝化菌需要以碳源作为底物来进行反硝化作用，将硝酸盐氮还原为氮气逸出水体从而去除总氮。不同的碳源对反硝化效率影响也有所不同，如甲醇作为外碳源用于污水处理时，当甲醇充足时，反硝化速率较快；乙酸钠由于是小分子有机酸盐，反硝化菌易于利用，在合适的碳氮比（比如碳氮比4.6时）下能达到稳定的脱氮效果；生物质碳源因为主要组分易于被微生物利用，也有助于污水的脱氮过程。提高污泥活性、同城处理效果：碳源可以维持和提高污泥活性，进而整个污水处理系统对污水中各类污染物的去除效果。例如在活性污泥法处理污水过程中，污泥中含有大量的微生物，这些微生物需要碳源来生长和繁殖，如果污水中的碳源不足，污泥中的微生物活性降低，分解污染物的能力相应下降，而补充合适的碳源能够恢复甚至提高污泥对污染物的去除能力，使污水的处理更加，像是在去除污水中的有机物、磷元素等方面都会有正向影响。