沼气发酵又称为厌氧发酵、甲烷发酵，是指有机质（如人畜粪便、秸秆、有机废水等）在一定水分、温度和厌氧条件下，通过微生物作用，生成甲烷和二氧化碳的过程，一般经过”水解一产酸一产甲烷”三个阶段。
沼气的产生需要以下五个条件
（1）严格的厌氧环境。因为产甲烷菌在有空气的条件下不能生存，所以，沼气池要建造成不漏水、不漏气的密封池体。
（2）要有适当的温度。沼气发酵的温度范围是8～60℃，在这个范围内温度越高产气越多越快。
（3）要有充足的发酵原料。新建的10米沼气池在初起动时应加入2～3立方米的牲畜粪便（以牛粪便为最佳），加入不含消毒液、灭菌剂、酸性物质的水至沼气池主体直立墙与弧顶交界处即可（料液量达8立方米左右即可）。有养殖条件的，以后每天加入3头猪（或2头牛）的粪便和家庭人粪尿即可维持沼气池的正常运转。
没有养猪条件的可定期补充发酵原料（一个月补一次，每次50千克畜粪便），要做到少补勤补、勤进勤出。沼气发酵适宜的碳氮比为（20～30）：
1、，原料不同，碳氮比也不同，在搭配原料入池时应注意考虑。
（4）要控制好池内的酸碱度（pH）。正常的沼气发酵，要求pH为6．8～7．5，pH降到6．5以下就会抑制沼气的产生。
（5）新池发酵要加入接种物。为缩短发酵物滞留期，使沼气池尽早产气，新池第一次装料必须加入适量的接种物，接种物量为总发酵物量的10％～30％。一般可用正常产气1个月以上的老沼气池的沼渣沼液或阴沟污泥，粪窖池塘底
部的沉淀物，屠宰场、酿造厂、豆制厂、副食厂排污沟中的沉淀物等作为接种物。
秸秆、杂草也可以作为沼气发酵原料，但宜采用两步发酵比较好。麦草、麦糠、玉米秸秆、碎草等原料富含纤维素、半纤维素果胶、木质素和植物蜡质，一是难以降解，二是进入沼气池后易漂浮起来形成浮売层，不利于产生沼气。使用秸秆、杂草作为发酵原料可采用两步发酵，即：将秸秆等纤维性原料在散口酸化池里完成水解和酸化两个阶段，然后将导入主发酵池产生沼气，剩余的以木质素为主的残渣待彻底分解后取出，可作为有机肥使用。两步发酵还可解决秸秆、杂草等原料入池导致的出料困难。
