填埋气的产生是一个复杂的生物化学过程，其生物化学原理至今尚未完全阐明。通过综合国内外对填埋各时期填埋气组分变化规律的研究，填埋气的产生过程可划分为如下5个阶段。

第一阶段:好氧阶段

好氧阶段在最初垃圾进入填埋场就开始进行。微生物的胞外酶将复杂的有机物分解成简单有机物，简单有机物通过好氧分解转化成小分子物质和二氧化碳，好氧阶段往往在较短的时间内就能完成，好氧阶段微生物进行好氧呼吸，场内氧气量明显降低，直至耗尽，并释放较多能量，产生大量的热量使场内温度升高10-15℃。

第二阶段:过渡阶段

第一阶段氧气被完全耗尽后，场内厌氧环境开始建立。复杂有机物如多糖、蛋白质等在微生物作用下水解、发酵，由不溶性物质变为可溶性物质，并迅速生成挥发性脂肪酸、CO2和少量H2，历时不长。此阶段的特征是:填埋气体组成较好氧阶段复杂，但气体成分仍以CO2为主，存在少量H2, N2和高分子有机气体，基本不含CH4;有机酸的产生使渗滤液PH值呈下降趋势，生成的简单有机物溶于水使COD浓度呈升高趋势;蛋白质物质的水解和发酵使渗滤液含较高浓度的脂肪酸、钙、铁、重金属和氨。

第三阶段:产酸阶段

微生物将第二阶段积累的溶于水的产物转化为含1-5个碳原子的酸(大部分为乙酸)和醇等，继而作为甲烷细菌的底物而转化成CH4和CO2。该阶段的主要特征是:这一阶段产生的主要气体CO2前半段呈上升趋势，后半段上升趋势变慢或逐渐减少，还产生少量H2;大量有机酸的积累使渗滤液的PH值很低 (4左右)，同时，COD, BOD浓度急剧升高;酸性渗滤液使无机物质，特别是重金属溶解，以离子形式存在于渗滤液中;渗滤液中含大量可产气的有机物和营养物质。

第四阶段:产甲烷阶段

前几个阶段的产物如乙酸、氢气等在产甲烷菌的作用下，转化成CH4和CO2。主要特征是:甲烷气体产生率稳定，其浓度保持在50%-65%;脂肪酸浓度随着有机物发酵分解而降低，渗滤液COD, BOD逐渐降低，PH值逐渐升高 (最后保持在6.8一8之间);重金属离子浓度随渗滤液PH值升高而降低。此阶段是进行能源气体回收利用的黄金时期。

第五阶段:填埋场稳定阶段

当垃圾中大部分可降解有机物转化成CH4和CO2后，填埋气产生速率显著减少，随着大气复氧的进行，填埋场系统缓慢转换成有氧状态。填埋场处于相对稳定阶段。该阶段的主要特征是:几乎没有气体产生;渗滤液及垃圾的性质稳定;填埋场内微生物种类、数量较少。

填埋气产生的五个阶段并不是绝对孤立的，它们是一个连贯的过程，有时会相互重叠。由于垃圾和填埋条件的不同，各个阶段的持续时间也有差异。而且因为垃圾是在不同时期进行填埋，因此在填埋场的不同部位，各个阶段的反应同时存在 。