人工湿地一体化污水处理系统的原理是通过人工建造和控制来运行与沼泽地类似的地面，将污水有控制地投配到湿地上，使污水在湿地土壤缝隙和表面沿一定方向流动的过程中，利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水进行处理的一种技术。其生态系统的作用机理包括吸附、滞留、过滤、沉淀、微生物分解、转化、氧化还原、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的其他作用等。
人工湿地一体化污水处理系统类型可分为表面流和潜流两类，潜流湿地处理主要有垂直流和水平流两种方式。复合人工湿地工艺将表面流、水平流、垂直流组合起来，组成组合式湿地床对污水进行处理。厌氧生物处理其主要问题是对悬浮物、氨氮和磷的去除效果差一些，而人工湿地的缺陷是进水要求较高，必须有前处理去除生活污水中大颗粒物质，避免引起湿地滤料的堵塞。人工湿地处理系统能有效去除生活污水的COD、BOD，同时通过水生植物吸收、微生物的硝化和反硝化以及氮的挥发等以及人工土壤固磷及植物根系吸收方法去除氨氮和磷。通过填料颗粒径级配合调整，滤清出水。这两种技术取长补短，有机结合起来其处理效果非常好。
比较而言，采用该人工湿地污水处理其运行费用较低，易维护，可缓冲对水力和污染负荷的冲击；但占地面积较大，易受虫害影响，受季节影响较为明显。根据建成后的采样分析，采用厌氧水解池+复合人工湿地模式出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。
