En l’absence d’oxygène (digestion anaérobie), la matière organique est partiellement dégradée par l’action de bactéries. Ce procédé biologique de transformation de la matière organique s’appelle la méthanisation.

La méthanisation produit, d'un côté, du biogaz qui contient majoritairement du méthane (CH4), de 45 à 70 %, et du gaz carbonique (CO2), de 25 à 45 %. De l’autre côté, on récupère le produit digéré ou digestat, mélange de matière liquide et solide. Il contient la matière organique non dégradée (lignine…), les matières minérales (N, P, K…) et de l’eau. Il peut être valorisé comme matière fertilisante.

La méthanisation est un mode de traitement des déchets ou sous-produits organiques, parmi lesquels les boues de stations d’épuration, les effluents industriels (papeteries, conserveries, caves, brasseries…) ou les effluents et sous-produits agricoles (lisiers, fumiers, déchets d’ateliers de transformation…). Elle peut donc s’appliquer aux décharges d’ordures ménagères, aux stations d’épuration des eaux usées ou dans le cas de digesteurs industriels ou agricoles.