عملکرد مخزن سپتیک بدین صورت است که فاضلاب دفع شده از خروجی لوله های وسایل بهداشتی، پس از ورود به مخزن سپتیک، به علت کاهش سرعت جریان بخشی از مواد معلق و مواد سنگین آن ته نشین می شود و به صورت لجن در کف مخزن قرار می گیرد.
در مرحله بعد، با کمک باکتری های بی هوازی که فعال شده اند شروع به تجزیه مواد آلی موجود کرده و لجن فاضلاب را هضم می نمایند.
کار باکتری های بی هوازی اینگونه است که انرژی مورد نیاز خود را از تجزیه مواد آلی، معدنی موجود در فاضلاب بدست می آورند و این باکتری ها بر خلاف باکتری های هوازی لجن و فاضلاب را احیا می کنند. در نتیجه فاضلاب به صورت مواد آلی ناپایدار تجزیه شده و در اثر این فعل و انفعالات فاضلاب موجود در سپتیک تانک به پساب تبدیل می شود.
پساب حاصل از تصفیه را می توان به فاضلاب های شهری ترانشه های جذبی، چاه جاذب و یا به آب های سطحی مجاور جهت مصارف کشاورزی هدایت کرد.
هنگامیکه تصفیه فاضلاب در مخزن سپتیک تانک بصورت ناقص انجام می شود در حالت کلی به ۲ روش دفع می گردد.
در صورتیکه سطح آب زیرزمینی پائین و امکان ایجاد چاه جذب کننده فاضلاب موجود باشد.در صورتیکه سطح آب زیرزمینی بالا باشد و زمین از نفوذ پذیری زیادی برخوردار نباشد، باید پساب را زیر سطح زمین پخش نمود.
در این صورت پساب با کمک یک شبکه لوله های سوراخ دار در زیر زمین و در عمق ۴۵ تا ۹۰ سانتی متری پخش می گردد.
پس از انجام عملیات پیش تصفیه فاضلاب در سپتیک تانک ها، می توان پساب خروجی را به فاضلاب شهری جهت عملیات تکمیلی تصفیه هدایت نمود.