一般在厌氧条件下，每降解1kgCOD约产生2%～8%的厌氧污泥（即微生物对营养物质进行同化后残留的物质），而能量的传递效率是能量在沿食物链流动的过程中，逐级递减。若以营养级为单位，能量在相邻的两个营养级之间传递效率为10%~20%。微生物由于其生物形态结构简约，传递效率要稍高于多细胞生物为20%~30%，若以其传递效率25%计，则每1kgCOD产生2%～8%的厌氧污泥，则需要总物质的8%～32%物质用于其自身的同化作用，故1kgCOD中只有0.68～0.92kg的物质转化为甲烷。
理论上在标准状态下，1mol甲烷相当于2mol（或64g）COD，则还原1kgCOD相当于生成22.4/64=0.35m3甲烷。由于沼气中甲烷含量一般占总体积的50～70%，则理论上初步计算1kgCOD产生0.34～0.644Nm3的沼气。但实际监测数据显示，通常厌氧条件下降解1kgCOD约产生0.42～0.45 Nm3左右的沼气，甲烷含量在60%左右，其热值在21.52×103kJ/m3左右。这主要是由于在厌氧消化工艺中，实际沼气产气率受物料的性质、工艺条件以及管理技术水平等多种因素的影响，在不同的场合，实际沼气产气率与理论值会有不同程度的差异，具体影响因素如下：
1.物料的性质
就厌氧分解等当量COD的不同有机物而言，脂类（类脂物）的产气量zui多，而且其中的甲烷含量也高；蛋白质所产生的沼气数量虽少，但甲烷含量高；碳水化合物所产生的沼气量少，且甲烷含量也较低；从脂肪酸厌氧消化产气情况表明，随着碳键的增加，去除单位重量有机物的产气量增加，而去除单位重量COD的产气量则下降。
2.废水COD浓度
废水的COD浓度越低，单位有机物的甲烷产率越低，主要原因是甲烷溶解于水中的量不同所致。因此，在实际工程中，高浓度有机废水的产气率接近理论值，而低浓度有机废水的产气率则低于理论值。
3.沼气中的甲烷含量
沼气中的甲烷含量越高，其在水中的溶解度越大。故甲烷的实际产气率越低。
4.生物相的影响
产气率还与系统中硫酸盐还原菌及反硝化细菌等的活动有关。若系统中上述菌较多，则由于这些菌会与产甲烷菌争夺碳源，从而使产气率下降。
5.工艺条件影响
对同种废水，在不同的工艺条件下，其去除单位重量COD的产气量不同。
6.去除的COD中用于合成细菌细胞所占的比例
对于等当量COD的不同有机物，厌氧消化时用于细菌细胞合成的系数有一定的差异，故产气率不是常量。去除的COD中用于合成细菌细胞所占的比例越大，则分解用以产生甲烷的比例将越小，从而去除1kgCOD的甲烷产量越低。一般情况下，变幅小于10%。
由于以上因素，厌氧污泥实际产沼气率与理论值会有不同程度的差异，但在实际应用中，一般会采用红外沼气分析仪用以检测实际的甲烷含量，无需通过复杂的理论计算方可得到甲烷浓度，方便又准确。
