有機物質被厭氧菌在厭氧條件下分解產生甲烷和二氧化碳的過程，因氧是在空氣缺乏的條件下從有機物中移出而生成CO2的。無論是酸性發酵，還是沼氣發酵，參與生化反應的氧都是來自於水、有機物、硝酸鹽或被分解的亞硝酸鹽。 在無氧條件下，污泥中的有機物由厭氧微生物進行降解和穩定的過程。 厭氧消化的優點是有機質經消化產生了能源，殘餘物可作肥料。厭氧消化開始用於廢物處理，現在厭氧消化已應用於多個領域，如工業廢水處理、城市垃圾的處理及潛在能源的開發、作燃料與動力、並且已建立了大規模的厭氧消化工廠。