Biyogaz oluşumu farklı mikrobiyolojik süreçlerde gerçekleşmektedir. Bozunma aşamaları sırasıyla; hidroliz, asitojenez, asetojenez ve metanojenez evreleri olarak dörde ayrılır. İlk aşama olan “hidroliz” aşamasında suda çözünmeyen kompleks maddeler (karbonhidratlar, albüminler, yağlar, vb.) suda çözünebilen daha basit organik yapılara (aminoasitler, şeker, yağ asitleri, vb.) dönüştürülür. Buna katılan hidrolitik bakteriler, malzemeyi biyokimyasal olarak parçalayan enzimleri serbest bırakırlar. Birinci aşamada suda çözünebilen forma dönüştürülen ürünler ise “asitojenez” aşamasında daha düşük moleküler ağırlıktaki organik asitlere, hidrojen ve karbondioksite dönüştürülür. Ortam koşullarına ve ortamda bulunan bakteri türlerine göre oluşan ürünler değişiklik gösterebilir. Üçüncü aşama olan “asetojenez” de ikinci aşamada oluşan ürünler anaerobik oksidasyon ile karbon dioksit (CO2) ve hidrojen gibi basit organik asitlere ve bunun yanı sıra asetik asite (CH3COOH) dönüştürülür. Biyogaz oluşumunun son aşaması olan “metanojenez” de öncelikle asetik asitler, hidrojen ve karbondioksit, mutlak anaerobik metanojen arkeler tarafından metana dönüştürülür. Hidrojen kullanan metanojenler hidrojen ve karbondioksitten metan üretirken, asetoklastik metan oluşturucular asetik asidi ayrıştırarak metan oluştururlar.