Sauerstoff (O oxygenium) ist das am häufigsten in der Erdkruste vorkommende Element. Freier Sauerstoff findet sich in der Luft und im Meerwasser. Der weitaus meiste Sauerstoff ist in Form von Wasser, Silikaten, Quarz usw. sowie in Organismen gebunden. Für die im Belebungsbecken vorkommenden aeroben Mikroorganismen ist Sauerstoff von wesentlicher Bedeutung zum Abbau der Schad- und Nährstoffe. Die Einstellung einer bestimmten Sauerstoffkonzentration im Belebungsbecken ist für den Grad der Reinigungsleistung (Schlammstabilisation, Abbau der Kohlenstoffverbindung, Nitrifikation) wichtig.