产甲烷菌利用含一个或两个碳原子的有机物产生二氧化碳和甲烷，利用其中间代谢产物和能量物质ATP合成蛋白质、多糖、脂肪和核酸等物质，用以构成自身细胞。产甲烷的四阶段理论：第一阶段：水解和发酵性细菌群将复杂有机物如：纤维素、淀粉等水解为单糖后，再酵解为丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸，脱氨基成有机酸和氨；脂类水解为各种低级脂肪酸和醇；第二阶段：产氢和产乙酸细菌把第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气；第三阶段：本阶段的微生物是两组生理不同的专性厌氧的产甲烷菌群。一组是将氢气和二氧化碳合成甲烷或氢气和一氧化碳合成甲烷；另一组是将乙酸脱羧生成甲烷和二氧化碳，或利用甲酸、甲醇甲基胺裂解为甲烷；第四阶段：本阶段为同型产乙酸阶段，是同型产乙酸细菌将氢气和二氧化碳转化为乙酸的过程。