污泥的农业利用主要是因为污泥中含有高含量的营养成分，污泥运用于农业可以为土壤提供一定的肥力，但是，污泥在农业利用时必须控制好污泥中的重金属含量和病原体的含量，才能使污泥能够有效用于农业。

对于污泥中所含的各种有害物质，重金属是应该给予特殊关注的对象。这是由于重金属污染的特别之处：首先，微生物对重金属没有降解作用；其次，微生物可将一些重金属转化为毒性更大的污染物。将污泥进行农用之后，污泥中的重金属一部分会通过农作物的吸收而进入食物链，给人类健康造成不利影响；另一部分则会在土壤中停留较长时间，因此，如果污泥施用时间过长或用量过大，都会导致土壤污染。而城镇污泥中一般都或多或少地含有重金属，其是否可以农用的关键则是重金属含量的高低。

目前，相关数据表明，虽然个别污水处理厂的某一种或几种重金属含量可能依然很高，但是近年来，我国城镇污泥中重金属含量呈现明显的下降趋势，可见污泥中重金属的污染问题正在逐步得到缓解。重金属的生物有效性及潜在迁移性不仅与其总量有关，更大程度上由其在环境介质中的赋存形态所决定。根据Tessier等提出的连续化学提取法，可将重金属分为5种形态：交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态。其中有机结合态和残渣态与污泥的结合力很强，施用于土地后其迁移性很差；而交换态很容易和土壤溶液发生交换，有很强的迁移性；碳酸盐结合态和铁锰氧化态在一定条件下也能被植物利用，有一定的迁移性。因此以有机结合态和残渣态存在的重金属称为稳定态重金属；而以交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态存在的重金属则称为不稳定态重金属。因此，当污泥进行农用时，污泥中各种重金属的含量及其形态是必须考虑的因素。此外，还应该考虑施用污泥一段时间之后土壤中重金属的积累情况。

人畜粪便和食物、肉类等的加工废水中，含有相当多的致病微生物与寄生虫卵，而其中大约90%以上通过污水处理被浓缩到了污泥中。一旦这些污泥未经处理进入农用之后，污泥中的各种病原体就会通过各种途径进行传播，给人类健康、农业生产和生态安全造成威胁。由此可见，污泥农用前的稳定化和无害化处理是绝对必不可少的。有关研究表明，污泥中的绝大多数致病微生物与寄生虫卵只需在50~60℃的温度下加热30min左右就会被杀死，而且不会造成污泥中植物性营养元素的损失。目前常用的污泥灭菌方法有石灰消毒法、辐射处理法、加热干燥法、消化处理法（分为厌氧消化和好氧消化）、堆肥法等，从经济学的角度分析，前三种处理方法的成本较高，而后两种处理方法的成本则比较低。