厌氧堆肥是在缺氧条件下，将垃圾中的可降解有机物通过厌氧微生物的代谢，使其达到腐熟,其产物除CO₂和水之外，还有氨、硫化氢、甲烷和其他有机酸等还原物质。

厌氧堆肥可大概分为以下两个阶段：

一、产酸阶段

产酸阶段又可分为水解阶段和酸化阶段。在水解阶段,厌氧菌根据所分解的对象可以分为纤维素分解菌、脂肪分解菌和蛋白质分解菌，它们分别把多糖水解成单糖、蛋白质转化成肽和氨基酸、脂肪转化成甘油和脂肪酸。在酸化阶段，由产醋酸细菌(例如胶醋酸菌和某些梭状芽孢杄菌等)把较高级的脂肪酸分解成醋酸和氢；水解阶段,分解脂眆时产生的长链脂肪酸如硬脂酸，消化蛋白质时产生的芳族酸如苯基醋酸和吲哚酸，也被酸化阶段细菌分解为醋酸和氢。

二、产甲烷阶段

在产甲烷阶段，甲烷菌把产酸阶段产生的醋酸转化为CH₄和CO₂，或者利用H₂把CO₂还原成甲烷，或者利用其他细菌产生的甲酸形成甲烷。在这一过程中，不同的物质经过不同的代谢过程，因而有不同的代谢速度。例如乙酸(醋酸)、甲酸可直接转化为甲烷，代谢只要甲烷菌参与即可，转化较快；但较复杂的有机物如葡萄糖的代谢则需要两类微生物参与，速度要慢得多。

好氧堆肥与厌氧堆肥的相同点：

a.都是微生物作用下的有机物降解过程，需要微生物培养的条件，包括营养元素合理分配、温度、pH值等；

b.降解有机污染物，杀灭病原体，提高N、P的比例，使生肥变成植物更易于吸收的熟肥。

好氧堆肥与厌氧堆肥的区别：

a.条件不同，好氧堆肥是在有氧条件下进行，而厌氧堆肥是在厌氧条件下进行的；

b.菌种不同，好氧堆肥是好氧菌起主导作用，而厌氧堆肥是厌氧菌起主导作用；

c.产物不同，好氧堆肥的产物是CO₂、H₂O，降解终产物没有二次污染，而厌氧堆肥的产物是CH₄、H₂O等,CH₄是温室气体，处理不当易造成二次污染；

d.降解能力不同，好氧堆肥可降解的有机物种类比较有限，而厌氧堆肥的能力较强，可以降解一些好氧情况下难降解的有机物。