水族箱水質中所包含的硝酸鹽（NO3）應該不具毒性的的，但是硝酸鹽是水族箱的「隱形殺手」（具體說明請參考本站網頁《硝酸鹽和亞硝酸鹽》一文）。硝酸鹽去除器是利用水質處理細菌去除水族箱水質中硝酸鹽的一種過濾設備，可以充分利用水質處理細菌的作用將水質中硝酸鹽還原，將硝酸鹽含量降低於50mg/L，甚至更低的無害等級。工作原理是利用一種水質處理細菌將硝酸鹽作為它代謝中的需氧物質，NO3最終代謝成為N2和CO2。，氧被運用於代謝過程中。則被排入N2大氣中，代謝的生成物為CO2。
　　在硝酸鹽去除器內部填充著大量生物過濾球，為了避免底部積水造成滯留區，由動力馬達將水不斷從容器底部抽到頂端，然後又噴淋於生物過濾球的表面，如此再流回底部始終保持生物過濾球的濕潤狀態。生物過濾球表面附著生長的水質處理細菌會不斷吸收容器內部的氧氣分裂繁殖，一旦容器中的氧氣耗盡，它們就吸收NO3離子中的，並NO3將還原成為NO2，並在最終再將NO2中的氧全部吸收，還原為N2排入大氣中。
　　整個過程中，水流的氧化還原電流自正極轉向負極不斷地下降，可以通過氧化還原電位確定硝酸鹽去除的程度。基於硝酸鹽去除器中的水是在沒有溶氧的情況下被還原成為氮，還原反應是主導的，因此氧化還原的電流很低，通常在-50mv～250mv。氧化還原的電流高於-50mv的時候，硝酸鹽去除的反應停留在硝酸鹽階段，如果氧化還原的電流低於-300mv的時候，硝酸鹽則已經全部被還原，於是這些水質處理細菌就會汲取硝酸鹽的氧產生HS。所以當氧化還原電位指示其電流不到-50mv或呈正極的時候，就要控制水族箱中的水繼續流入硝酸鹽去除器中。當氧化還原電位指示其電流低於-300mv的時候，就需要增加水族箱的水進入硝酸鹽去除器。只有密切注意硝酸鹽去除器的氧化還原電位的變化才能夠保證硝酸鹽去除的正常進行。