UASB處理槽主要由四個部分構成－(1)進流水分佈裝置 (2)污泥床 (3)污泥毯 (4)氣固液分離裝置(三向分離器)。
污泥床是沉澱在處理槽底部的一層濃厚污泥顆粒，而污泥毯則為污泥床上方與厭氣反應所產生的氣體混合之懸浮污泥部分。
進入處理槽的廢水在污泥床與污泥毯區被厭氣分解，產生的氣體和隨其上浮的懸浮污泥在氣固液分離區分別被導引，氣體自然排出槽體外，而懸浮污泥則於水流較穩定的區域沉澱並回到處理槽中。
厭氧過程分兩個階段，及酸性消化及甲烷化階段，在第一階段，酸形成菌將複雜的有機物水解發酵成簡單之有機酸；第二階段，甲烷形成菌再將有機酸轉化成甲烷即CO2。
如酸化菌產生醋酸及氫原子之速率與甲烷生成反應達平衡，系統之pH將維持穩定；如甲烷生成反應受抑制，系統累積低分子量有機酸(醋酸、丙酸、丁酸)，系統將酸化而導致甲烷生成反應停止。