La produzione di biogas si articola nelle seguenti fasi:

• Fase aerobica transitoria, che avviene grazie alla presenza di ossigeno: comporta un aumento della mineralizzazione delle sostanze organiche, con produzione di anidride carbonica ed acqua. È costituita da una rapida degradazione dei rifiuti che si compie in un periodo variabile da alcune ore a qualche giorno in funzione della profondità degli strati e del loro grado di compattazione;
• Fase anaerobica: suddivisa in una prima fase acida ed in una seconda metanigena che subentra una volta esaurito l'ossigeno presente, è una trasformazione più lenta e incompleta, che produce anidride carbonica e metano.

 Il BIOGAS è una miscela di vari tipi di gas, composti principalmente da metano, prodotti dalla fermentazione batterica in anaerobiosi (assenza di ossigeno) dei residui organici provenienti da residui vegetali o animali.

I residui utili possono avere origine diverse, come scarti:

• dell'industria agroalimentare;
• dell'industria alimentare;
• dell'industria zootecnica,

oppure si possono utilizzare colture appositamente coltivate allo scopo di essere raccolte e trinciate per produre biomassa come:

• mais;
• sorgo zuccherino;
• grano;
• canna comune;
• oppure alghe (attualmente in via sperimentale).

Il processo di produzione parte dalla decomposizione del materiale organico da parte di alcuni tipi di batteri, producendo anidride carbonica, idrogeno molecolare e metano (metanizzazione dei composti acidi).

Nella foto sotto, un cassone alimentatore, con relative coclee di trasporto prodotto, di un impianto di biogas; più in basso un autobus in servizio pubblico alimentato a BIOGAS. Nel caso di depurazione di reflui in loco, dal punto di vista impiantistico, un sistema per la produzione di biogas è costituito da:

• Serbatoio in cui viene depositata la biomassa (fanghi essiccati) e periodicamente aggiunta quella fresca; per aumentare la percentuale di umidità della sostanza organica di partenza si aggiunge solitamente un minimo d'acqua;
• Dispositivo di regolazione della portata, che consente al refluo di entrare per gravità nell'impianto;
• Miscelatore, necessario per garantire una certa omogeneità del liquame ed evitare il formarsi di eventuali sedimenti.
• Digestore anaerobico, ermeticamente chiuso e coibentato, in cui il liquame precipita nella parte inferiore, mentre il biogas gorgoglia verso la parte superiore del digestore;
• Recipiente esterno dove viene convogliato il liquame digerito (biofertilizzante);
• Serbatoio finale di stoccaggio (biogas).

Nel caso della discarica, si può operare preventivamente con un'impermeabilizzazione  (geomembrana o prodotti similari) al fine di evitare possibili contatti tra terreno e i  cumuli di rifiuti, trasformando in pratica la discarica in un contenitore di accumulo del biogas, al cui interno avviene la decomposizione della frazione organica contenuta nei rifiuti.

Il BIOGAS ha, tuttavia, molte, controindicazioni. Se si escludono le centrali che sfruttano il BIOGAS prodotto dalla decomposizione di prodotti organici delle discariche, molte centrali a BIOGAS usano liquami animali combinati con vegetali (nel rapporto di 1:3), poiché la resa del BIOGAS si ottimizza mescolando più tipologie di prodotti organici.

Un altro problema, è legato ai cattivi odori emessi dalla fermentazione dei vegetali e/o dal liquame associato. Il problema è risolvibile mediante una corretta gestione dell'impianto: infatti le vasche, per poter lavorare, devono essere completamente sigillate.

Molte di queste centrali, in genere per sfruttare il calore in eccesso, che lo confluiscono in una rete di teleriscaldamento, stanno sorgendo lontano dalle zone di produzione del liquame e vicino alle abitazioni con conseguente pesante disagio per le popolazioni.

Questo comporta, tra l'altro, uno spostamento di migliaia di camion a livello esclusivamente locale in quanto gli impianti sono alimentati da filiera corta per una conseguente diminuzione dell'inquinamento derivante dal trasporto su lunghe distanze.