厌氧生物处理中有各种微生物参与，一般分为两大类：不产甲烷微生物和产甲烷微生物。
（1）不产甲烷微生物：包括厌氧菌和兼性厌氧菌，其种类及数量随发酵原料和发酵工艺而定。常见的不产甲烷细菌可分为发酵细菌、产氢产乙酸细菌和同型产乙酸细菌群三类。
（2）产甲烷细菌：是一大群在严格厌氧条件下产生甲烷的菌，对温度和pH很敏感，一般的产甲烷细菌都是中温性的、最适宜的温度在25～40℃之间，高温性产甲烷细菌的适宜温度则在50～60℃之间。产甲烷细菌生长最适宜的pH范围约在6.8～7.2之间。如pH值低于6或高于8，细菌的生长繁殖将受到极大影响。