Die Umwandlung von Kohlendioxid und Wasserstoff zu Methan wird als Methanisierung bezeichnet. Sie kann entweder katalytisch oder auf mikrobiologischem Wege erfolgen.

Als katalytisches Verfahren wird die Methanisierung bei hohen Temperaturen (280–550 °C), hohen Drücken (5–200 bar) und unter Einsatz eines Katalysators (meist Nickel) durchgeführt.

Bei der biologischen Methanisierung – der Methanogenese – wandeln Mikroorganismen das Kohlendioxid mithilfe von Wasserstoff in Methan um. Die Umwandlung läuft im Vergleich zur katalytischen Methanisierung bei deutlich tieferen Temperaturen (35–65 °C) und Drücken (~ 1 bar) ab.

Die Methanogenese bietet als mikrobiologische Variante der Methanbildung grosse Vorteile im Vergleich zur katalytischen Methanisierung. Die Prozessbedingungen sind bei der biologischen Methanisierung deutlich milder, was sich positiv auf die Anforderungen an den Reaktor auswirkt. Anders als bei technischen Katalysatoren sind die anaeroben Mikroorganismen weitgehend unempfindlich gegenüber den typischen Katalysatorgiften, sodass eine aufwendige Rohgaskonditionierung in der Regel nicht notwendig ist.