沼氣池是一種設施，利用微生物在厭氧條件下分解有機物質來產生沼氣（一種可燃氣體），其工作原理如下：
當沼氣池內的有機物質在微生物的作用下分解產生沼氣時，儲氣間的沼氣量不斷增加，壓力隨之增高，這迫使主池內的液面下降，部分料液被擠壓到水壓間內。當沼氣被使用時，沼氣池內的壓力下降，水壓間的料液開始回流到主池，這樣，通過不斷地產氣和用氣，發酵間和出料間始終維持壓力平衡的狀態。
沼氣的生產過程分為幾個階段，包括液化階段、產酸階段和產甲烷階段。在液化階段，為產甲烷菌提供營養和創造適宜的厭氧條件。產酸階段和產甲烷階段分別涉及不同種類的微生物，最終將有機物質轉化為沼氣。
沼氣池不僅產生可再生的能源——沼氣，還可以通過將產生的沼液和沼渣作為肥料還田，實現廢棄物的循環利用和減少環境污染。