堆肥主要是通過微生物對有機物的分解實現有機物的無機化，同時實現微生物本身的增殖。在此過程中，可溶性有機物首先通過微生物的細胞壁和細胞膜被微生物吸收；固體和膠體有機物首先附著在微生物體外，將細胞外酶分解為可溶性物質，然后進入細胞。同時，微生物通過自身的代謝活動，部分有機物用于自身的增殖，其余有機物氧化成簡單的無機物，釋放能量，微生物發生各種物理、化學和生物變化，逐漸趨于穩定和腐殖化，最終形成良好的肥料。

      堆肥是在一定條件下，通過微生物、畜禽糞便、作物秸稈或食用菌廢物袋等可降解有機物的作用，不斷降解穩定，產生適合土地利用的產品。微生物發酵劑、曝氣等方法可添加到堆肥中，加快堆肥過程，提高堆肥質量。

      堆肥一般分為好氧堆肥和厭氧堆肥。有氧堆肥是有氧條件下有機物分解的過程，其代謝物主要是二氧化碳、水和熱；厭氧堆肥是無氧條件下有機物分解的過程，其主要產物是甲烷、二氧化碳和許多低分子量的中間產物，如有機酸。與有氧堆肥相比，單位質量的有機質降解產生的能量較少，厭氧堆肥通常容易產生氣味。由于這些原因，大多數堆肥工程系統都使用有氧堆肥。