Biogas nastaje mikrobiološkim procesom u anaerobnim uslovima (bez prisustva kiseonika). Anaerobne bakterije razgrađuju organsku materiju, a kao produkt ovog procesa nastaje biogas, toplota i ostatak fermentacije. Proces anaerobne razgradnje(fermentacije) široko je rasprostranjenu prirodi, gde god postoje anaerobni uslovi i anaerobne bakterijske vrste. Primeri su mulj u močvarama, dno mora i okeana, burag preživara, a proces se delimično odvija i prilikom skladištenja stajnjaka. Pod pojmom biogas podrazumeva se gas nastao u anaerobnim fermentorima i kontrolisanim uslovima,odnosno u biogasnim postrojenjima.
Biogas je mešavina gasova, čiju zapreminu čini oko dve trećine metan (CH4) i jednu trećinu ugljen-dioksid (CO2). Osim metana i ugljen-dioksida, zapreminu biogasa čine i drugi gasovi u znatno manjem udelu. Zapreminski udeli zavise od sirovine (supstrata) i uslova u kojima biogas nastaje. Značaj anaerobne fermentacije najlakšese uviđa poređenjem s aerobnom (primer je proces kompostiranja), a osnovna razlika je u nastalim produktima. Suština je da se nakon anaerobne fermentacije oslobađa značajno manje toplotne energije. Aerobnom fermentacijom organska masa se razgrađuje do ugljen-dioksida, dok se anaerobnom dobija metan. Metan je gorivi gas, a cilj je upravo njegova proizvodnja i energetsko korišćenje.