沼气是多种气体的混合物，是有机物质在厌氧环境中，具备一定的温度、湿度和酸碱度，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。其主要成分是甲烷。甲烷是一种理想的气体燃料，无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。沼气一般含甲烷50%～70%，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等，其特性与天然气相似。空气中如含有8.6%～20.8%（按体积计）的沼气时,就会形成爆炸性混合气体。因沼气中含有少量硫化氢，所以略带臭味。

    据统计，每立方米纯甲烷的发热量为34000千焦，每立方米沼气的发热量约为20800～23600千焦。即1立方米沼气完全燃烧后，能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。与其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料。

    沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳等。它们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌。第二类细菌叫含甲烷细菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。

    因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道工序：首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品，即结构简单的化合物；第二道工序是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品??即生成甲烷。

    发酵是复杂的生物化学变化，有许多微生物参与。反应大致分两个阶段：一是微生物把复杂的有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成简单的物质，如低级脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氢气和硫化氢等。二是由甲烷菌种的作用，使一些简单的物质变成甲烷。

    要正常地产生沼气，必须为微生物创造良好的生存条件，使它能够生存、繁殖。因此，培养微生物的场地就很重要，也就是存储有机物质的沼气池。建设沼气池必须要符合多种条件。首先，沼气池要密闭。有机物质发酵成沼气，是多种厌氧菌活动的结果，因此要造成一个厌氧菌活动的缺氧环境。在建造沼气池时要注意隔绝空气，不透气、不渗水。其次，沼气池里要维持20～40℃，因为通常在这种温度下产气率最高。第三，沼气池要有充足的养分。微生物要生存、繁殖，必须从发酵物质中吸取养分。在沼气池的发酵原料中，人畜粪便能提供氮元素，农作物的秸秆等纤维素能提供碳元素。第四，发酵原料要含适量水，一般要求沼气池的发酵原料中含水80%左右，过多或过少都对产气不利。第五，沼气池氢离子浓度指数一般控制在7%～8.5%。

    沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。