好氧堆肥是一種依靠好氧微生物（主要是好氧細菌）在有氧條件下降解有機物的生化過程。在這一過程中，有機廢物中的可溶性小分子有機物質被微生物吸收並利用，而不可溶的大分子有機物則先由微生物分泌的胞外酶分解成可溶性小分子物質後再被吸收。
微生物在生命活動中將一部分有機物氧化成簡單的無機物，並釋放能量，另一部分有機物則被轉化為新的細胞物質，促進微生物的生長和繁殖。通過這種方式，好氧堆肥不僅實現了有機廢物的穩定化和無害化，還產生了類似腐殖質的土壤改良物質，可以提高土壤肥力。
在堆肥過程中，合適的水分、通氣條件以及微生物與原料的適當比例都是關鍵因素，以確保微生物能有效繁殖並降解有機質。此外，通過翻堆和強制通風等手段維持良好的氧氣供應，是好氧堆肥成功的關鍵。