宏基因组学、生态基因组学和其他分子生物学方法，以及显微镜和流式细胞术的应用，为检测和分析微生物特性提供了更好的方法.其中分子生物技术在生物强化技术研究中的表现更是脱颖而出，如变性梯度凝胶电泳(DGGE)、荧光原位杂交(FISH)、高通量测序技术(HTS)能将反应器中微生物的种类、丰度以及群落关系可视化，实时荧光定量PCR(qPCR)可作为指示参数直接监测反应器内微生物的数量变化，PCR温度梯度凝胶电泳(TGGE)、核糖体基因间隔分析(RISA)、反转录PCR(RTPCR)]及基因标记等技术则可以监测存活和添加的微生物活性.此外，新的生物信息学工具的开发和应用克服了生物强化数据分析的瓶颈，进一步促进了分子生物技术在生物强化中的应用。
1 活性监测：Morris等通过qPCR和RTPCR技术监测沼气池内的微生物群落，利用基因和mcrA的转录来研究和监控产甲烷菌，还采用克隆文库和qPCR等方法比较分析了4个不同产甲烷群落mcrA基因的多样性、丰富性和转录.实验结果说明，相关分子生物技术和方法也可适用于厌氧硝化反应器中的其它产甲烷菌群的监测.Yu等在废水处理过程中，通过在膜生物反应器中添加狇狌狅狉狌犿狇狌犲狀犮犺犻狀犵菌株进行生物强化，并利用qPCR监测该菌株的活性，进一步分析生物强化的效果.Huang等在低温环境下通过动态膜生物反应器，研究深海耐寒细菌在污水处理中的应用，发现生物强化技术可以增强细菌脱氢酶的活性，FISH分析进一步证实了在5℃时两种菌株的存在及其活性。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
2 群落结构分析：PCRDGGE等现代分子生物学技术已广泛应用于污泥样品的微生物群落分析，在研究群落动态和多样性方面有很多优势，使得人们对废水处理过程中微生物群落变化的认识更为丰富和深入.Domde等用随机扩增多态性DNA标记(RandomamplifiedpolymorphicDNA)技术来分析微生物群落结构的多样性及其变化，用PCR监测菌株的代谢活性并用Southern杂交技术来分析位点的代谢表现.Liu等设计了一个需氧颗粒化生物强化策略，用序列间歇式反应器(SBR)处理高强度吡啶废水，通过高通量测序分析微生物群落结构.将PCRDGGE技术与Biolog研究技术相结合，针对微生物群落变化的多样性来研究污水生化处理系统中微生物群落的变化特点可以弥补群落结构分析中的很多不足，已经成为当今的研究热点.1989年，美国的BIOLOG公司根据微生物代谢的氧化还原过程成功开发了Biolog研究系统，起初用于鉴定纯种微生物，沿用至今不仅能鉴定2000多种微生物，而且能应用于微生物群落多样性的研究，有着广阔的前景.刘峰等利用Biolog技术研究了制药废水处理系统中的微生物群落多样性，发现该系统中各微生物群落在稳定期的平均代谢活性差异小，微生物群落的丰度和均一性相近，但优势菌种不同。
