循环水养殖系统难点是解决氮循环的问题，要消除氨氮和亚硝/酸氮的影响。传统的解决方案是在循环水养殖系统中加入了反硝化反应池，但由于反硝化作用需要在严格厌氧条件下进行，因此硝化作用反应池需要跟反硝化作用反应池分开，这就增加了循环水养殖系统的成本。前循环水养殖设备已实现工厂化生产，实现养殖池与养殖净化设备的无缝连接。通过一系列的物理过滤、化学沉淀以及通过微生物的作用去除氨氮、硝氮和亚硝氮再通过杀菌消毒、充氧等操作，水体重新流回到循环水养殖系统中，实现养殖水的循环利用。
生化模式净水主要是靠硝化细菌，硝化细菌从无到有这个过程俗称挂膜。硝化细菌挂膜需要滤材（细菌屋）；硝化细菌属于好氧细菌，因此需要氧气；硝化细菌繁殖还需要养分，也就是鱼粪。再满足上诉三个情况下，保持25度水温，硝化细菌从无到有需要将近35天，15度水温情况下需要50天或者更久，这个过程叫冷启动。想快速启动，可以使用液体硝化细菌，或者添加一些其他已经挂膜的滤材进来进行引菌，这个过程叫热启动。海水系统应为高盐度的问题，自然挂膜时间比淡水系统要长一倍以上，时间也随盐度升高而延长。
在目前的发展水平下，循环水养殖模式较高的准入门槛使得循环水养殖与普通低附加值鱼类无缘，而名贵海水鱼类可养殖品种有限，限制了循环水养殖模式的发展。近些年来，经过专家学者和众多的养殖企业的不断探索，国内循环水养殖品种的丰富度大大提高，如：斑石鲷、墨瑞鳕鱼、黄条鰤等。循环水养殖系统既是一个复杂的系统工程，又是一个矛盾的综合体，因此，不可能存在一种十全十美、适用于所有养殖品种的循环水养殖系统，只要不出现明显的设计漏洞，系统运行过程中遇到的很多问题，可以通过系统管理技术和养殖技术来解决。