黑膜沼气池集发酵、贮气于一体，采用HDPE防渗透膜等材料焊封闭，施工比较方便、效率高、成本低等优点，成本大概是常规沼气池的十分之一。这种黑膜沼气池维护成本低、方便日常管理、污水滞留的时间长、密封性好，特别是在阳光充足的情况下，黑膜可以吸收阳光热量增温保温，产出更多的沼气量。一般在黑膜沼气池底部还会设置自动排污排泥等装置，能有效减少池内污泥积存。
黑膜沼气池产生沼气的原理和之前传统沼气池生产原理极其相似，黑膜沼气池是利用HDPE防渗透膜防渗、防漏的优点，在提前开挖好的池底铺设HDPE土工膜，依据厌氧发酵的工艺要求在沼气池内部安装好进出水口、排渣管和沼气收集管。按照这些要求铺设好之后在沼气池上方再铺设一层土工膜，并焊接至完全密封，在四周用锚固钩固定好，形成封闭空间。这样处理之后养殖产生的污水排放到沼气池，在池内经过厌氧发酵环节，产生沼气，排放的污水也能得到有效的处理达到双重效果。特别是在夏季阳光充足的条件下，黑膜可以吸收太阳热量，温度升高，有利于提高产气量。