有機固體廢物通過厭氧微生物的生物化學反應生成的甲烷等可燃氣體。在自然界中沼氣多從沼澤底泥中發生，因而得名。
概述 沼氣是1663年舒勒發現的，但不知其化學成分。1776年沃爾塔測出沼氣中主要成分是甲烷。1875年波波夫發現甲烷的產生過程是一個微生物作用過程。20世紀初，人們開始用厭氧消化法作處理有機廢物的試驗。第二次世界大戰後，沼氣由試驗逐步轉入實際應用。到50年代中期，許多國傢傢開始大規模生產。
中國在沼氣的開發、利用、推廣和研究方面，近幾年來取得瞭成就，受到許多國傢的重視，對沼氣的制取利用已由試驗示范進入有計劃地成片推廣階段。現在全國共建成戶用沼氣池700多萬個，有21個縣基本上普及瞭沼氣。
發酵過程 沼氣是有機物在隔絕空氣和保持一定的水分、溫度、pH值等條件下，經過微生物的分解作用而產生的。細菌分解有機物的過程，大體分為兩個階段:第一階段是將復雜的高分子有機物轉化為低分子的有機物，如乙酸、丙酸、丁酸等；第二階段是將第一階段的產物轉化為甲烷和二氧化碳，其反應可用下式表示：
在上述過程中，發酵分解是多種細菌共同作用的結果。在第一階段主要是分解蛋白質、脂肪、碳水化合物的各種細菌起作用。這些細菌一般稱為產酸細菌，這個階段稱為酸性發酵期。第二階段主要是甲烷桿菌、甲烷球菌和甲烷八疊球菌等起作用，稱為堿性發酵期。甲烷的產生有以下幾種化學反應：
①由脂肪酸形成甲烷：
CH3COOH──→CH4＋CO2
4CH3CH2CH2COOH＋2H2O──→
4CH3COOH＋3CH4＋CO2
2CH3CH2CH2COOH＋CO2＋2H2O──→
4CH3COOH＋CH4
②由乙醇形成甲烷：
2CH3CH2OH＋CO2──→2CH3COOH＋CH4
③由二氧化碳還原形成甲烷：
CO2＋4H2──→CH4＋2H2O
為瞭使發酵過程持續進行，必須提供和保持各種微生物所需的生活條件。
沼氣制取 制取沼氣必須具備以下條件：①嚴格的厭氧環境：是保證發酵制取沼氣的決定性因素。②充足和適宜的發酵原料：碳氮之比約為25:1為宜。③適宜的幹物料濃度：幹物料應占7～9％，夏季應含水稍多，冬季含水略少。④適宜的pH值：一般為7.2～7.6。⑤適宜的發酵溫度:發酵溫度范圍5～60℃均可。一般有三種發酵溫度：常溫發酵溫度為22～28℃，中溫發酵為37℃左右，高溫發酵為50～55℃左右。溫度越高，原料消化就越快，產氣率和殺滅病菌的效率也就高。中國青島市采用高溫發酵處理糞便，各項指標均可達到國傢衛生標準，處理後的糞便也不再孳生蠅蛆。高溫發酵和中溫發酵需要加熱裝置，投資較大。美國、印度等許多國傢多采用中溫發酵。中國農村廣泛采用常溫發酵，而采用中溫發酵的較少。
中國農村制取沼氣，設備簡單，主要是在房後與豬圈、廁所相鄰處，建一座6～8立方米混凝土沼氣池，使人、畜糞便直接流入池內，再配以少量輸氣管線即可，結構如圖。一般一個五口之傢和養兩頭豬的農戶，所排的人、畜糞便，加上每天3～4公斤秸桿發酵制取的沼氣，可供燒飯和照明使用。牲畜養殖場則可建較大型的沼氣池和沼氣發電站。發酵後的物料成為優質有機農肥。
