การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการทางชีวภาพโดยแบคทีเรียจะสลายสารอินทรีย์ให้เป็นสารประกอบพื้นฐานมากขึ้นโดยไม่ต้องใช้ออกซิเจนเป็นส่วนประกอบของกระบวนการ เชื่อกันว่าแบคทีเรียเหล่านี้จะปรากฏบนโลกเมื่อประมาณ 3,800,000,000 ปีก่อนและเป็นรูปแบบที่โดดเด่นของสิ่งมีชีวิตบนโลกก่อนที่พืชจะปรากฏขึ้น เมื่อชีวิตของพืชเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 3,200,000,000 ปีที่ผ่านมาการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนยังคงดำเนินต่อไปในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติที่ขาดออกซิเจนเช่นหนองบึงดินที่มีน้ำและในดินปกคลุมด้วยน้ำอย่างต่อเนื่องเช่นทะเลสาบและแม่น้ำ กระบวนการทางชีวภาพของการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนต้องการให้แบคทีเรียหลายชนิดสลายสารอินทรีย์ในชุดของสี่ขั้นตอนรวมถึงการย่อยสลายการหมัก acetogenesis และ methanogenesis
ในปี 2011 การใช้งานหลักสำหรับการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนโดยอุตสาหกรรมมนุษย์คือการผลิตก๊าซมีเทนสำหรับผลิตเชื้อเพลิงและไฟฟ้า นี้จะทำในสิ่งอำนวยความสะดวกในการบำบัดของเสียที่ประมวลผลขยะทางการเกษตรเช่นมูลสัตว์หรือขยะเทศบาล อุตสาหกรรมการผลิตเบียร์ยังต้องอาศัยกระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้อากาศในการย่อยสลายสารอินทรีย์จากการผลิตเบียร์เป็นเชื้อเพลิงมีเทนซึ่งจะต้องถูกกำจัดด้วยระบบบำบัดน้ำเสียเทศบาล
กระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนในธรรมชาติเป็นเครื่องมือในการสร้างรูปแบบของพลังงานทดแทนที่รู้จักกันในชื่อก๊าซธรรมชาติ แม้ว่าก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่มีก๊าซมีเทนประมาณ 80% พร้อมกับก๊าซอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องเช่นโพรเพนและบิวเทนและสร้างขึ้นโดยโลกมากกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลอื่น ๆ เช่นปิโตรเลียม มันเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลที่มักถูกสะสมอยู่ข้างๆเชื้อเพลิงฟอสซิลอื่น ๆ เช่นถ่านหินและน้ำมัน
เครื่องปฏิกรณ์ชีวมวลอุตสาหกรรมที่ประมวลผลของเสียชีวมวลเช่นปุ๋ยเพื่อสร้างเชื้อเพลิงโดยทั่วไปจะผลิตก๊าซมีเทนน้อยลงเป็นเปอร์เซ็นต์โดยปริมาตรกว่าที่มีอยู่ในก๊าซธรรมชาติ เอาท์พุททั่วไปของชุดของก๊าซชีวภาพจากบ่อหมักมีเทน 50% ถึง 80% โดยมีก๊าซเสียจำนวนมากในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ที่ 20% ถึง 50% ก๊าซร่องรอยอื่น ๆ จะถูกสร้างขึ้นในกระบวนการที่มีมูลค่าทางการค้าเช่นไฮโดรเจนไนโตรเจนและออกซิเจนและก๊าซพิษที่ต้องกำจัดอย่างปลอดภัยก็จะถูกสร้างขึ้นเช่นไฮโดรเจนซัลไฟด์และคาร์บอนมอนอกไซด์
กระบวนการทางชีวภาพที่จำเป็นสำหรับการย่อยขยะเพื่อให้เกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพนั้นซับซ้อนและพึ่งพาเงื่อนไขที่ควบคุมอย่างเคร่งครัด อุณหภูมิเป็นปัญหาสำคัญในกระบวนการนี้เนื่องจากแบคทีเรียที่ทำลายของเสียให้เจริญเติบโตได้ดีที่สุดในระดับต่างๆ แบคทีเรียบางชนิดเป็น mesophilic เจริญที่อุณหภูมิปานกลาง 98 °ฟาเรนไฮต์ (36.7 องศาเซลเซียส) และบางส่วนเป็นอุณหภูมิและเจริญเติบโตที่อุณหภูมิสูงสุดที่ 130 องศาฟาเรนไฮต์ (54.4 องศาเซลเซียส)
เงื่อนไขจะต้องมีการเปลี่ยนแปลงสำหรับอุณหภูมิค่า pH และปัจจัยอื่น ๆ เช่นน้ำกับอัตราส่วนที่เป็นของแข็งของส่วนผสมของชีวมวลและอัตราส่วนคาร์บอน / ไนโตรเจนเนื่องจากสารอินทรีย์จะถูกย่อยสลายทางเคมีเช่นกัน แบคทีเรียสองชนิดหลักที่ใช้ในการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนคือแบคทีเรียอะซิติกและเมทาโนเจนและแม้ว่าพวกมันจะถูกนำมาใช้ควบคู่ควบคู่กัน แต่ก็มีสภาพความเป็นอยู่ที่ไม่เหมือนใคร แบคทีเรีย Acetogenic ผลิตสารเคมีอะซิเตทในระหว่างการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนและแบคทีเรียมีเทนผลิตก๊าซมีเทน
วัสดุชีวมวลถูกนำมาผ่านสี่ขั้นตอนสำหรับการกู้คืนก๊าซมีเทนอย่างมีประสิทธิภาพ ขั้นตอนการไฮโดรไลซิสใช้น้ำในการย่อยสลายของแข็งหรือกึ่งของแข็งให้กลายเป็นสารประกอบที่ง่ายกว่าและจากนั้นการหมักหรือการทำให้เป็นกรดจะใช้ในการสลายโครงสร้างสายโซ่คาร์โบไฮเดรตเป็นสารประกอบพื้นฐานเช่นแอมโมเนียไฮโดรเจนและกรดอินทรีย์ Acetogenesis นั้นถูกใช้เป็นขั้นตอนที่สามในกระบวนการซึ่งแบคทีเรีย acetogenic เปลี่ยนกรดอินทรีย์เป็นกรดอะซิติกพร้อมกับผลิตภัณฑ์อื่น ๆ เช่นไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ขั้นตอนสุดท้ายของ methanogenesis ใช้แบคทีเรีย methanogenic เพื่อรวมผลิตภัณฑ์ขั้นต้นหลักเหล่านี้ของอะซิเตท, ไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซมีเทนซึ่งสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้
