循環水系統處理的對象一般是含有大量固體懸浮物或溶解性的物質，這些物質排入到養殖水中后會在細菌的作用下，分解成氨、硫化氫等對水生動物有毒的物質。因此，一時間將這些污染物截留并盡可能地將這些污染物變廢為寶，是循環水處理系統的功能所在。循環水處理系統首先包括機械過濾部分。這些設備會將水中的固體懸浮物在一時間過濾出來。經常用到的設備是蛋白質分離器、微濾機、精密過濾器等設備。其次，循環水處理系統還有生化過濾設備。這些設備是為了培養相應的微生物來對水中溶解性物質進行分解分離的。

生化模式凈水主要是靠硝化細菌，硝化細菌從無到有這個過程俗稱掛膜。硝化細菌掛膜需要濾材（細菌屋）；硝化細菌屬于好氧細菌，因此需要氧氣；硝化細菌繁殖還需要養分，也就是魚糞。再滿足上訴三個情況下，保持25度水溫，硝化細菌從無到有需要將近35天，15度水溫情況下需要50天或者更久，這個過程叫冷啟動。想快速啟動，可以使用液體硝化細菌，或者添加一些其他已經掛膜的濾材進來進行引菌，這個過程叫熱啟動。海水系統應為高鹽度的問題，自然掛膜時間比淡水系統要長一倍以上，時間也隨鹽度升高而延長。

結合工廠化循環水養殖系統的特點，研究開發出節能環保，占地面積少，土地使用效率高，能有效隔離病害和控制病源的侵入，降低魚苗的攜菌和發病率的封閉式工廠化養殖循環水處理系統：在臺風自然災害較多的南方，工廠化循環水養殖可有效抵御自然災害對水產養殖業毀滅性的打擊。在循環水養殖系統中，重要的就是水質的凈化處理，這關乎到水產養殖的成敗。目前，傳統的循環水養殖系統由于大量電力化設備的使用，能耗特別高，加之部分設備耐腐蝕性差，成為現在做循環水養殖頭疼的事情。