通常指廢水處理中所產生汙泥的厭氧生物處理。即汙泥中的有機物在無氧條件下，被細菌降解為以甲烷為主的汙泥氣和穩定的汙泥（稱消化汙泥）。

但也有采用需氧生物處理以降解和穩定汙泥中的有機物的，稱需氧消化，常用於處理剩餘活性汙泥，曝氣時間隨溫度而異，20°C時約需10天，10°C時約需15天，需氧消化的餘泥不易濃縮。

在隔絕氧氣的情況下，汙泥中的有機物先是被腐生細菌代謝，轉化為有機酸，然後厭氧的甲烷細菌降解有機酸為甲烷和二氧化碳。過程進展的快慢決定於這兩類細菌的協調情況。甲烷細菌的生長條件極為嚴格。腐生細菌產生的有機酸必須及時降解，如有積累，一旦pH值低於6.5左右,甲烷細菌的生長即受限制，平衡破壞，消化時間大大延長。一般用攪拌汙泥（使泥質均勻）和控制有機酸及鹼度的方法來維持過程的正常進行。有機酸(以醋酸計)控制在1000毫克/升以下,2000毫克/升左右時過程即受影響。鹼度（以碳酸鈣計）控制在2000毫克/升以上。 有機酸有上升趨勢時應立即停止加料（生汙泥）。鹼度不足時可加石灰。溫度也是一個重要的生長因素。過程可在33～35°C進行（稱中溫消化），也可在50～56°C進行(稱高溫消化)。通常採用中溫消化。消化時間隨攪拌情況而異；充分攪拌時（稱高負荷率汙泥消化）常少於15天；不攪拌時（稱傳統汙泥消化）常在30～60天之間。高溫消化常充分攪拌，消化時間約6～10天，產氣率較高,寄生蟲卵可殺滅90%以上，但耗熱和耗能量大。