La DBO est mesurée en incubant un échantillon d’eau à une température spécifique pendant une période spécifique, généralement cinq jours, dans l’obscurité. Pendant cette période d'incubation, les organismes aérobies présents dans l'eau consomment de l'oxygène en décomposant la matière organique. La quantité d'oxygène consommée est ensuite mesurée et rapportée sous forme de DBO.
Les niveaux de DBO peuvent varier en fonction de la quantité et du type de pollution organique présente dans l'eau. Des niveaux élevés de DBO indiquent un niveau élevé de pollution organique, ce qui peut entraîner une diminution des niveaux d'oxygène dans l'eau et avoir un impact négatif sur la vie aquatique. De faibles niveaux de DBO indiquent un faible niveau de pollution organique et un environnement aquatique plus sain.
La DBO est un outil utile pour évaluer la santé des masses d’eau et déterminer l’efficacité des usines de traitement des eaux usées à éliminer les polluants organiques de l’eau.