Bu sistem, balıkları, bakterileri ve bitkileri içeren üç temel unsuru bir araya getirir. Bu süreç, balıklara verilen besin maddeleriyle başlar. Balıklar, bu besin maddelerini sindirdikten sonra, suya dışkılarını bırakırlar. Balıkların atıklarının yarsından fazlası genellikle amonyak formundadır. Ancak, amonyak su içinde birikirse, bitkiler ve balıklar için zararlı olabilir. Bu nedenle, amonyak bakımından zengin su, bitkilere uygulanmadan önce zararsız hale getirilmelidir. Balıkların atık suyu, balık tankından bir biyolojik filtreye doğru hareket eder. Bu filtre, içinde bulunan ve doğal olarak yaşayabilen nitrifikasyon bakterilerini içerir. Bu bakteriler, amonyağı önce nitrite, daha sonra da bitkiler tarafından kullanılabilen nitrata dönüştürerek suyu temizlerler. Amonyak ve nitrit gibi zararlı maddelerin doğal olarak temizlenmesi, akuaponik sistemin ekosistem dengesini korumasına yardımcı olur. Dolayısıyla, hem balıkların sağlığını hem de bitkilerin beslenmesini sağlar. Ayrıca, su tasarrufu ve enerji etkinliği gibi avantajları beraberinde getirerek sürdürülebilir bir tarım yöntemi sunar.