Anaerobno čiščenje odpadne vode uporablja biološka sredstva v okolju brez kisika za odstranjevanje nečistoč iz odpadne vode. Po taki obdelavi se voda lahko varno spusti nazaj v okolje. Biološka sredstva, ki se uporabljajo v procesu, so mikroorganizmi, ki porabijo ali razgradijo biološko razgradljive materiale v blatu ali trdnem delu odpadne vode po filtriranju iz onesnažene vode.
Anaerobno čiščenje odpadne vode je zaradi delovanja mikroorganizmov znano tudi kot anaerobna razgradnja. To pomeni, da v bistvu »prebavljajo« onesnažene dele vode. Odličen način za zmanjšanje količine organskih snovi, ki ostanejo v stvareh, kot so odplake in ostanki hrane, je anaerobna razgradnja običajno sestavni del katerega koli sistema za biološko čiščenje odpadne vode.
Običajno anaerobni proces poteka v zaprtih rezervoarjih, ki se nahajajo nad ali pod tlemi. V začetnih fazah razgradnje blata mikroorganizmi, ki so večinoma bakterije, pretvorijo odpadke v organske kisline, amoniak, vodik in ogljikov dioksid. V končnih fazah anaerobnega čiščenja odpadne vode se ostanki blata z enoceličnim mikroorganizmom, znanim kot metanogen, pretvorijo v bioplin, sestavljen iz metana in ogljikovega dioksida.
Dodatna prednost anaerobnega čiščenja odpadne vode je zmanjšanje emisij plinov. Bioplin, ki nastane pri anaerobnem čiščenju odpadne vode, se lahko dejansko izkoristi in uporablja kot alternativni vir energije za kuhanje, razsvetljavo, ogrevanje in gorivo za motor. Z drugimi besedami, z zajemanjem in uporabo metana in ogljikovega dioksida, ki nastaneta z anaerobno razgradnjo, se bioplin ne sprošča v ozračje.
Mnogi v znanstveni skupnosti verjamejo, da visoke koncentracije metana in ogljikovega dioksida, znanih tudi kot toplogredni plini, v Zemljinem ozračju prispevajo k procesu globalnega segrevanja. Ta teorija, znana kot učinek tople grede, domneva, da ti plini ujamejo toploto sonca v ozračju in s tem povečajo globalno temperaturo. Medtem ko je teorija povzročila nekaj polemik, ima uporaba bioplina kot alternative fosilnim gorivom nekaj praktičnih uporab.
V državah v razvoju so programi, ki jih financira država, na voljo za pomoč pri oskrbi samskih domov in kmetij z bioplinom, proizvedenim z anaerobno presnovo na kraju samem. Združeni narodi ponujajo tudi financiranje programov anaerobne prebave v državah v razvoju, če so na voljo dokazi o zmanjšanih emisijah plinov.
V Združenih državah Amerike je anaerobno čiščenje odpadne vode običajno del komunalne čistilne naprave. Kljub temu pa anaerobno razgradnjo uporabljajo tudi enodružinske hiše na območjih, ki niso povezana s komunalnim sistemom, in podjetja z napravami za čiščenje odpadne vode na kraju samem.