本发明涉及污水数据处理技术领域，尤其涉及一种基于机器学习的污水处理生化系统控制方法。该方法包括以下步骤：通过摄像设备持续采集污水处理生化系统图像数据；根据所述污水处理生化系统图像数据进行污水处理气泡数据提取、污水池颜色数据提取以及飘泥数据提取，分别得到污水处理气泡数据、污水池颜色数据以及飘泥数据；根据所述污水处理气泡数据、所述污水池颜色数据以及所述飘泥数据进行污水池模型模拟，得到污水池模型数据；根据所述污水池模型数据进行系统运行情况判断，得到系统运行情况数据，以进行污水处理生化系统控制作业。本发明对污水处理过程的实时监测以及精准识别，从而提高了系统运行的效率、稳定性和可靠性。