La digestion anaérobie est un processus biologique naturel. Bien qu'il existe de nombreux types de digesteurs, la biologie est fondamentalement la même pour tous. Les digesteurs anaérobies sont des systèmes construits qui exploitent délibérément le processus naturel. Ces systèmes peuvent minimiser les odeurs, réduire les agents pathogènes, produire du gaz, produire du digestat liquide et solide et réduire les volumes de déchets.
Certains systèmes de digestion font la distinction entre digesteurs "humides" et digesteurs "secs", ou entre systèmes à faible teneur en matières solides et systèmes à teneur élevée en matières solides, et le processus est parfois appelé fermentation. Pendant la digestion, divers microbes utilisent les matières organiques telles que le fumier, les boues d'épuration, les déchets alimentaires et d'autres matières organiques en l'absence d'oxygène. Le processus peut être contrôlé et amélioré grâce à la chimie et à l'ingénierie.