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A ideia de separação de biogás é entendida de duas maneiras diferentes. Após o processo de sua criação, o biogás deve ser segregado da matéria orgânica que o origina. Subsequentemente, os compostos desnecessários — e até tóxicos — presentes no biogás devem ser separados do metano (CH₄) para maximizar a segurança e eficiência do biogás como fonte de energia. À medida que o biogás se torna um recurso mais popular para aqueles que buscam evitar o gasto adicional de combustíveis fósseis, a perspectiva de torná-lo o mais puro possível está evoluindo de um objetivo altamente desejável para uma necessidade absoluta.
O ciclo da vida não deixa nenhuma matéria viva intocada. Sementes germinam, nascem, crescem até a maturidade, deterioram-se, morrem e decompõem-se. Embora a decomposição possa parecer o fim da linha, na verdade, ela inicia algo novo. Com a presença de oxigénio, os materiais orgânicos decompõem-se para libertar certos gases. No entanto, quando o oxigénio é removido desta cadeia de eventos, há uma diferença na colheita gasosa — o metano é um produto final altamente valioso como fonte de energia. Este processo de desintegração de várias etapas é denominado digestão anaeróbia. Uma ocorrência natural que tem acontecido por eras, a digestão anaeróbia é agora replicada pela tecnologia humana. O tecido em decomposição que ativa a atividade digestiva pode ser quase qualquer substância biodegradável, embora algumas sejam melhores produtoras de CH₄ do que outras. Cascas de ovo, borra de café, casca de melancia, coelhos mortos, caules de milho combinados, maçãs podres, excrementos de ganso, folhas caídas e estrume de cavalo — e muitos outros exemplos — são considerados matéria orgânica digerível. Finalmente, o biogás, ou seja, uma mistura de metano, CO₂, vapor de água e alguns outros gases menores, é libertado do monte de substrato.
Embora os digestores sejam construídos em diferentes escalas e para diferentes propósitos, cada um opera com o conhecimento de que o biogás subirá ao topo do tanque do digestor, enquanto o substrato líquido e sólido — que em breve se tornará digesta — ocupa as regiões inferiores devido às suas densidades mais altas. O gás, então, pode sair livremente do componente do digestor do sistema através de uma tubulação de gás que leva a um tratamento posterior. O digesta restante pode consistir em matéria sólida, líquidos ou uma combinação de ambos. O digesta pode ser utilizado em diversas aplicações úteis, incluindo um fertilizante benéfico para culturas agrícolas. Outros usos para o digesta incluem cama para animais e material base para bioplásticos e outros bens manufaturados.
Para que o biogás seja explorado de uma maneira que não ameace a saúde pública nem os recipientes que o armazenam e transportam, certos compostos devem ser eliminados do seu conteúdo. Compostos de enxofre, siloxanos, vapor de água e CO₂ podem ser problemáticos para o transporte, armazenamento e combustão do metano no biogás. Alguns, como o sulfureto de hidrogénio, podem induzir sérios problemas respiratórios — até mesmo a morte — quando humanos são expostos a ele. Siloxanos podem perturbar o funcionamento de motores de combustão, enquanto o CO₂ inibe o armazenamento e transporte eficiente do biogás. Pressionar um fluxo de gás através de soluções líquidas, cujos conteúdos derivados de amónia absorvem as moléculas de gás nocivas, é apenas um método eficaz de separação de biogás. Outro procedimento de remoção envolve o arrefecimento e a pressurização do biogás de forma a condensar e libertar os compostos contaminantes do CH₄. Membranas de diversos materiais permitem que moléculas de gás poluentes menores passem, enquanto retêm as moléculas maiores de CH₄. Finalmente, sólidos tratados como carbono ativado podem atrair moléculas contaminantes para suas superfícies, melhorando assim a qualidade do biogás.
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