Vật liệu lọc tốt nhất là vật liệu có diện tích bề mặt tiếp xúc trong một đơn vị thể tích lớn, độ bền cao theo thời gian, giá rẻ và không bị tắc nghẽn. Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương có thể chọn: Than đá cục, đá cục, cuội sỏi lớn, đá ong có kích thước trung bình 60 - 100mm nếu kích thước vật liệu nhỏ hơn sẽ giảm độ rỗng, gây tắc nghẽn cục bộ nếu kích thước lớn hơn thì diện tích mặt tiếp xúc bị giảm nhiều, làm giảm hiệu quả xử lý. Chiều cao lớp vật liệu từ 1,5 - 2,5m. - Những thập niên gần đây, do kỹ thuật sản xuất nhựa PVC phát triển, những tấm nhựa đúc lượn sóng, gấp nếp và các dạng khác nhau của quả cầu nhựa đã được dùng làm lớp vật liệu lọc. Do vật liệu lọc nhẹ, dễ lắp đặt và tháo dỡ nên chiều cao bể lọc sinh học đã được tăng lên từ 6 - 9m gọi là tháp lọc sinh học tăng chiều cao làm giảm diện tích mặt bằng của bể lọc sinh học.