人工濕地中的填料又稱為基質(zhì)，現(xiàn)階段被研究的主要分為3類：天然礦物、工業(yè)副產(chǎn)物、人造產(chǎn)品。

天然礦物儲量豐富、價(jià)格便宜和可在當(dāng)?shù)刂苯娱_采等特點(diǎn)而一直被廣泛研究與應(yīng)用。但是部分天然礦物，存在易堵塞、植物無法生長或者去污效果差等問題，在此基礎(chǔ)上合理選擇天然礦物和應(yīng)用其他材料進(jìn)行濕地系統(tǒng)的強(qiáng)化，逐漸成為濕地填料的研究重點(diǎn)。將工業(yè)副產(chǎn)物合理應(yīng)用為濕地填料，對于廢物的資源化利用、減少建設(shè)費(fèi)用和增強(qiáng)濕地特異性吸附能力具有重要作用。但是，工業(yè)副產(chǎn)物的特性隨著原料和工藝的不同，其理化性質(zhì)、去污能力、應(yīng)用成本等具有較大差別，應(yīng)用前需進(jìn)行可行性分析，而且部分工業(yè)副產(chǎn)物會對系統(tǒng)其他組分產(chǎn)生不良影響或造成二次污染，因而對于工業(yè)副產(chǎn)物應(yīng)用為填料仍需要大量研究。

填料的種類、填充方式、孔徑和含碳量等條件影響濕地系統(tǒng)的復(fù)氧能力、微生物種類、活性等，改變微生物代謝活動的進(jìn)行，從而間接影響系統(tǒng)有機(jī)物的去除能力。人工濕地填料的填充方式主要包括：正粒徑填充、反粒徑填充和均勻粒徑填充，正粒徑填充因其上面的基質(zhì)粒徑和孔隙率較小，下層的溶氧量相對于反粒徑填充方式來說較少，合理選擇填料種類和填充方式以提升濕地系統(tǒng)的復(fù)氧能力，可以提升微生物活性，有助于增強(qiáng)有機(jī)物的去除能力。研究表明，增加濕地系統(tǒng)溶解氧含量會明顯加速有機(jī)污染物分解，在其濕地填料的布局下，曝氣后可提升系統(tǒng)對COD約20%去除率。受填料的組成成分、孔徑分布等因素的影響，不同系統(tǒng)中的微生物種類和數(shù)量的差別明顯，選擇含碳量較高和孔徑大小適宜的填料可以改善微生物生長環(huán)境提升去污效果。長時間運(yùn)行的人工濕地中，礫石和土壤中形成的微生物膜因填料的不同其形態(tài)和組成也存在一定差異，影響有機(jī)物的去除效果，應(yīng)用小型垂直潛流人工濕地處理城市生活污水的研究表明，在填料中微生物的最佳生長環(huán)境是孔徑為1~3μm的微孔。

人工濕地中砂子、土壤、泥炭混合物及其各自混合物中微生物的研究發(fā)現(xiàn)，填料中微生物的活性隨填料中的碳含量增加而上升，且去污能力與不同基質(zhì)的脲酶和磷酸酶活性呈正相關(guān)，含碳量高的填料會提升微生物的活性，從而提升有機(jī)物的去除能力。

另外，人工濕地對污水中的重金屬去除方式包括：填料對重金屬的離子交換和化學(xué)沉淀作用、植物的吸收作用、微生物的轉(zhuǎn)化作用，其中填料對水體中重金屬的去除起主要作用。人工濕地填料通過機(jī)械阻留作用去除污水中非溶解態(tài)的重金屬，通過離子交換和化學(xué)沉淀作用，使溶解態(tài)重金屬轉(zhuǎn)化為難遷移轉(zhuǎn)化的形態(tài)而去除。