沼气发酵过程可分为以下三个阶段：
第一阶段是液化阶段。即由不产
甲烷的微生物分泌的胞外酶，对有机物质进行体外酶解，把复杂的固体有机物质转变为可溶于水的物质。
第二阶段是产酸阶段。上述水解产物在产酸细菌的作用下，进一步将它们分解成小分子化合物，其中主要是挥发酸。所以将此阶段称为产酸阶段。
第三阶段是产甲烷阶段。这个阶段中，产氨细菌大量繁殖和活动，使发酵液中氨态氮浓度增加，挥发酸浓度下降，
氧化还原势降低，为甲烷菌创造了适宜的生活环境。产甲烷菌大量繁殖，其分泌的酶将上述阶段分解出来的简单有机物质转变成甲烷和
二氧化碳等，利用氢还原二氧化碳成甲烷，或利用其他细菌产生的甲酸形成甲烷。