氧化沟中的水流速度一般为0.3m/s左右，水流在环形沟渠中完成一个循环约需10～30min。由于此工艺的水力停留时间为10～40h，因此可知污水在其整个停留时间内要完成20～120个不等的循环，这就赋予了氧化沟一种独特的水流特征，即氧化沟兼有完全混合式和推流式的特点。在适宜的控制条件下，沟内同时具有好氧区和缺氧区，从而使得这一技术具有净化深度高、耐冲击负荷和能耗低等特点。
如果着眼于整个氧化沟，并以较长的时间间隔为观察基础，可以认为氧化沟是一个完全混合曝气池，其中的浓度变化极小，甚至可以忽略不计，进水将迅速得到稀释，因此它具有很强的抗冲击负荷能力。如果着眼于氧化沟中的某一段，即以较短的时间间隔为观察基础，就可以发现沿沟长存在着溶解氧浓度的变化，在曝气器下游溶解氧浓度较高，但随着与曝气器距离的增加，溶解氧浓度将不断降低，由于曝气机的安装位置不同，呈现出由好氧区→缺氧区→好氧区→ 缺氧区→…….的交替变化。氧化沟的这种特征，使沟渠中相继进行硝化和反硝化的过程，达到脱氮的效果，同时使出水中活性污泥具有良好的沉降性能。
