Bioplin nastaje usljed biološke razgradnje različitih vrsta otpada biološkog porijekla, na prvom mjestu biomase i organskih materija čvrstog gradskog otpada. Bioplin se obično sastoji od metana (približno 52,5 do 72,5%) i ugljik-dioksida, uz prisustvo i drugih spojeva. Osnovna komponenta bioplina je metan i njegov sadržaj direktno utječe na ogrijevnu vrijednost plina.

Biomasu je moguće transformirati u bioplin putem bioloških procesa, kao što su anaerobna digestija ili putem gasifikacije koja pripada u grupu termokemijskih procesa. Kod anaerobne digestije, bioplin se proizvodi putem fermentacije organske tvari. Bio materija ili sirovina može biti organski materijal kao što su stajnjak, mulj otpadnih voda, industrijskih otpadnih voda i poljoprivrednih i šumskih ostataka. Bioplin iz anaerobnog digestora se sastoji uglavnom od metana, koji se može koristiti kao gorivo ili kemijska sirovina.

Anaerobna digestija pretvara organske materije u metan bez prisustva kisika. Kada se koristi putem efikasnog sistema, proces anaerobne digestije može uspješno pretvoriti organsku masu (kao što je stajnjak) u bioplin koji sadrži oko 65% metana uz ostatak koji sadrži hranljive materije i koji se također može korisno upotrijebiti. Tehnologija anaerobne digestije se koristi u energetske svrhe od sredine 19. stoljeća. Međutim, razvoj tehnologije u posljednje vrijeme, velika raspoloživost organske mase, sposobnost da se efikasno i ekološki procesiraju tokovi otpada, kao i značajan potencijal za proizvodnju električne energije doveli su ovaj proces u prvi plan kao obećavajući novi obnovljivi izvor energije.

Gasifikacija je termokemijski proces koji se ostvaruje kada se biomasa zagrijava u sredini sa smanjenim udjelom kisika i tada dolazi do proizvodnje plina, niske ili srednje toplinske vrijednosti i koji sadrži ugljik-monoksid i vodik. U zavisnosti od sadržaja ugljika i vodika biomase te karakteristika gasifikatora, toplinska vrijednost proizvedenog plina može varirati od 10 do 50% od toplinske vrijednosti prirodnog plina. Toplinska vrijednost nastalog plina uvjetovana je udjelom ugljik-monoksida i vodika koji nastaju tokom procesa gasifikacije. A preostali sastojci plina su prije svega ugljik-dioksid, mala količina metana i drugih nesagorivih plinova.

Gasifikacija biomase nudi određene prednosti u odnosu na direktno sagorjevanje biomase, jer je plin bez pepela i drugih kemijskih spojeva u produktima sagorjevanja, a posebno je pogodan za aplikacije kao što su visokoefikasni kotlovi i peći. Proizvedeni plin može se dalje preraditi (očistiti) što bi omogućilo korištenje za pogon strojeva kao što su brzohodni klipni motori i turbine ili za mala postrojenja za kombiniranu proizvodnju toplinske i električne energije (< 5 MWe). Vrlo čist plin se također može koristiti kao sirovina za kemijske procese. Katalitički i biološki procesi su u fazi razvoja i svrha im je konverzija plina u alkohol, bio-dizel, sintetički prirodni plin i vodik.

Svaka prihvatljivo suha biomasa se može pretvarati u sintetički plin, koji se također može koristiti kao gorivo ili kemijska sirovina. Proizvodnja bioplina ima širok spektar mogućih primjena, uključujući deponije, postrojenja za preradu gradske otpadne vode, poljoprivredne farme, industriju celuloze i papira te industriju hrane i pića.

Gradski čvrsti otpad sadrži značajan dio organske materije koja stvara različite plinovite produkte u uvjetima kada je otpad odložen, zbijen i pokriven na deponijama. Anaerobne bakterije djeluju u okruženju bez kisika, što dovodi do razlaganja organskih tvari i proizvodnje ugljik-dioksida i metana. Ugljik-dioksid, koji je rastvorljiv u vodi, vjerovatno će migrirati van deponije spontanim prirodnim procesom. S druge strane, metan koji je manje rastvorljiv u vodi i lakši od zraka, također će težiti da migrira iz deponije, ali odgovarajuće energetsko postrojenje na deponiji će ga sakupiti i spaliti u energetske svrhe.