El biogás puede producirse a partir de una gran variedad de sustratos biológicos, como residuos agrícolas (cultivos intermedios, estiércol, paja, etc), lodos en aguas residuales, desechos orgánicos domésticos e industriales, cultivos energéticos, etc.

El proceso de producción de biogás es el resultado de una digestión anaerobia en ausencia de oxígeno de ciertas bacterias sobre estos sustratos. A partir de este proceso surge un primer biogás no tratado que cuya composición consiste en 50 a 75% de metano (CH4), 25 a 50% de dióxido de carbono (CO2) y pequeñas cantidades de vapor de agua (H20), nitrógeno (N2), oxígeno (O2), y ácido sulfhídrico (SH2). A este gas primario generado, se le pude extraer el vapor de agua, el ácido sulfhídrico o algún otro componente. El uso más habitual del biogás es para producir calor y electricidad.

Sin embargo, para algunos usos del biogás, como su inyección en la red de gas natural o utilizarlo como combustible para vehículos, es necesario que pase por un proceso de depuración. Este proceso consiste el eliminar el dióxido de carbono en su composición, de manera que aumente el porcentaje de gas metano. Lo habitual es que el contenido de metano alcance el 96%, de forma que cumpla los estándares para ser utilizado como gas natural. A partir de este momento, el biogás pasa a conocerse como biometano.