生物和生命活动以新陈代谢为基础，沼气发酵微生物的生长和代谢过程可分适应期、对数生长期、平衡期、衰亡期四个时期。
（1）适应期。菌种刚刚接入新鲜培养液中，细菌的各种生理机能需要有一个适应过程，细胞内各种酶系统要经过一番调整，这一时期细菌并不马上进行繁殖。适应期的长短与细菌的种类及环境的条件变化有关。例如，繁殖速度快的酸化菌，一般适应期较短，繁殖速度慢的产甲烷菌适应期就较长。此外，接种量的多少，接种物所处的生长发育阶段及其生长条件的变化都对适应期的长短有所影响。
（2）对数生长期。细胞经过一段时期的适应后，逐步以最快速度进行繁殖，即按1、2、4、8、16的级数上升。这一段时间内发酵产物的增长速度随细胞数量的增加而上升。如果微生物所处的环境条件能够不断得到更新，所需的营养物质能够及时得到供应和保障，这种增长速度可以一直保持下去。这就是连续投料发酵可以获得高产气率的理论根据。
（3）平衡期。微生物细胞经过一定时期高速繁殖后，由于养料的消耗和代谢产物的积累，以及其环境条件的变化使得细胞繁殖速度减慢，少数细胞开始死亡，因此，表现在一定时期内繁殖速度与死亡速度相对平衡。这一时期发酵液内细胞总数达到最高水平，是积累代谢产物的重要时期。
（4）衰亡期。由于培养基中营养物质的显著减少，环境条件越来越不适宜微生物的生长繁殖，细胞死亡速度加快，以至细胞死亡数目大大超过新生数目，活菌总数明显下降。
通过以上对微生物生长规律的分析，微生物在旺盛生长期内生长的速度快，生理活性也最强，如采用这一时期的微生物进行接种就可以缩短适应期。在发酵工艺上，采用连续投料发酵的方法，可以保证微生物始终在适应条件下旺盛生长，从而获到较高的产气量。
