甲烷菌，即产甲烷菌，是一种专性厌氧菌。1974年，《伯杰氏细菌鉴定手册》（第八版）将其分类为三个属，九种。至1992年，产甲烷菌已发展为三个目，七个科，十九属，七十种。

产甲烷菌的细胞结构包括细胞封套（包括细胞壁、表面层、鞘和荚膜）、细胞质膜、原生质和核质。它们有革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两种类型，细胞壁结构和化学组分有所不同。

产甲烷菌的细胞封套有四种类型。大多数革兰氏阳性菌的细胞壁与革兰氏阳性真细菌相似，具有单层或三层结构。革兰氏阴性菌的细胞壁外有一层六角形的蛋白质亚基，即S层覆盖。甲烷螺菌的细胞质膜外只有一层由蛋白纤维组成的鞘包裹几个细胞。

产甲烷菌是专性严格厌氧菌，对氧非常敏感，遇氧后会立即受到抑制，不能生长、繁殖，有的甚至会死亡。它们生长繁殖特别缓慢，在人工培养条件下需经过十几天甚至几十天才能长出菌落。

甲烷细菌都是原核生物，能形成甲烷的细菌尚未发现真核生物。它们有球形、杆形、螺旋形，有的呈八叠球状，还有的能联成长链状。在自然界中，甲烷细菌分布极为广泛，在与氧气隔绝的环境中都有甲烷细菌生长。

产甲烷菌利用乙酸、氢和二氧化碳合成甲烷，也消耗了酸和二氧化碳，甲烷细菌及其伴生菌共同作用使pH稳定在一个适宜范围内。但当发酵条件控制不好，如温度、进料负荷、原料中的C：N、pH等可能会出现酸化或液料过碱，这会严重影响甲烷细菌的活动，甚至使发酵中断。

产甲烷菌的培养方法包括在液面加石蜡或液体石蜡的液体深层培养法、抽真空的培养法、在封闭培养管中放入焦性没食子酸和碳酸钾除去氧的培养方法等。目前最好的方法是厌氧手套箱。

厌氧手套箱由四部分组成：附有手套的密闭透明薄膜箱、附有两个可开启的可抽真空的金属空气隔离箱、真空泵和氢和高纯氮的供应系统。利用厌氧手套箱可进行许多工作，如分装厌氧培养基，倒制平板，离心厌氧微生物收集菌体，对氧敏感的酶和辅酶的分离纯化，进行电泳、厌氧性生物化学反应和遗传学研究等。