MBBR的基本設計概念是能夠連續運作、不阻塞、不需反沖洗、水頭損失低、比表面積大。這可以透過在較小的載體單元上生長生物膜來實現，這些載體單元隨著反應器中的水流自由移動。在需氧反應器中，載體會透過曝氣移動，而在缺氧/厭氧反應器中，載體透過機械攪拌移動。為防止反應器內填料流失，可在反應器出口設置多孔過濾器（圖1）。 MBBR 的形狀通常為矩形或圓柱形。矩形反應器沿著罐長度方向用隔板均勻地分成幾個隔間或沒有隔間。一般情況下，水流在反應器內呈推流狀態，而在各單元內，由於曝氣流化，水流完全混合。罐內填充比重接近水、比表面積大的聚乙烯或聚丙烯懸浮填料，反應器內生物膜附著面可達500m2/m3，實際比表面積（反應器內表面）填料）為350 m2/m3。穿孔曝氣管在一側曝氣，使填料在槽中循環。圓柱形反應器底部裝有微孔曝氣頭。另外，有的反應釜不僅在槽底設有曝氣裝置，還設有攪拌裝置。這些攪拌裝置使得反應器可以在缺氧條件下輕鬆靈活地使用。有時為了防止曝氣引起的氣提和揮發，可在反應器上方加蓋。
在國外，MBBR已用於處理生活污水和部分工業廢水，進行了小規模、中試和生產性研究，並取得了良好的結果。試驗結果表明，移動床生物膜廢水處理流程適用於中小型生活污水和工業有機廢水的處理。其中，一體化或地埋式污水處理裝置在我國有良好的推廣應用前景。然而，移動床生物膜反應器仍存在一些問題，如反應器內填料運動不均勻、池內存在不同程度的死區等。如何改善反應器內水力流動特性、降低運轉能耗是移動床生物膜反應器發展中值得深入探討的問題。 MBBR的操作方式與SBR相同，是MBBR技術的改進，稱為Moving.Bed序批式生物膜反應器（MBSBBR），它兼有MBBR和SBR的優點。另一種改進是填料隨反應器內的水流循環，稱為循環移動載體生物膜反應器，它兼有MBBR和內循環反應器的優點。