O processo de biometanação envolve a conversão anaeróbica de biomassa em metano. A decomposição biológica da matéria orgânica compreende quatro fases: hidrólise, acidogênese, acetogênese e metanogênese. Esta conversão do complexo orgânico requer uma mistura de espécies bacterianas, as quais podem depender de cada uma para seu crescimento e ocorrer, pela seqüência de quatro reações: hidrólise, acidogênese, acetogênese e metanogênese. Dependendo da temperatura que o processo está acontecendo, o tratamento de resíduos orgânicos é basicamente de três tipos. A biometanação com temperatura entre 45 – 60oC é considerada termofílica, a que ocorre entre as temperaturas de 20 – 45oC é a mesofílica. A digestão anaeróbia de matéria orgânica em baixas temperaturas (>20oC) são referidas como digestão psicrofílica.
A conversão anaeróbica produz quantidade relativamente pequena de energia para os microorganismos, por isso, as suas velocidades de crescimento são pequenas e apenas uma pequena porção do resíduo é convertida em nova biomassa celular. Um esquema simplificado (Figura 16), representando as etapas metabólicas, é mostrado no diagrama.
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