Hầm biogas được xây dựng bằng vật liệu thông thường (gạch, đá, xi măng, cát..). Cấu tạo hầm gồm 4 bộ phận chính:
Hố nạp nguyên liệu: gồm hệ thống dẫn rác thải hữu cơ từ hầm chứa qua máy nghiền. Hố này có tác dụng gạn lọc các chất rắn như: cát sạn, đất đá và một số chất khó phân huỷ khác.
Hầm ủ lên men: đây là bộ phận chính của toàn bộ hệ thống biogas và là nơi chứa hỗn hợp nguyên liệu phân hủy. Tại đây thực hiện quá trình lên men tạo Biogas (khí sinh vật). Hầm được xây dạng vòm hoặc tròn và đặt chìm dưới mặt đất để cho chất thải có thể tự chảy vào hầm và giữ được nhiệt độ ổn định cho quá trình lên men tạo Biogas. Bên trong hầm thường được xây vách ngăn không hoàn toàn kín.
Hố chứa chất thải đã phân huỷ: gồm một hố thu cặn và thông với hầm chứa bằng một cửa phía dưới đáy. Phía trên miệng hố thu cặn có lắp ống thoát chất thải đã phân huỷ ở dạng bùn loãng ra bể chứa để dung làm phân vi sinh bón cho cây trồng.
Cửa dưới đáy hầm có tác dụng ngăn không cho Biogas thoát ra khỏi hầm. Khi xây dựng, cũng như vệ sinh hầm thì cửa này cũng là nơi ra vào rất thuận tiện. Đối với hầm nắp cố định, thì hố chứa phân thải đã phân huỷ (còn gọi là bể áp suất) có tác dụng tạo áp suất và khi thải bớt chất thải ra khỏi hầm thì lúc đó cũng có tác dụng phá váng, gây chấn động tạo thêm khí.
Nắp hầm: có tác dụng là nơi chứa Biogas, đồng thời tạo áp lực nén Biogas trong hầm để tạo áp lực đẩy Biogas theo đường ống đến nơi
sử dụng. Đối với hầm nắp cố định thì phần nắp hầm là phần trên của hầm ủ, tức là hầm vừa chứa nguyên liệu phân hủy và vừa tích luỹ khí. Ngoài ra, nắp hầm có tác dụng thông thoáng lúc xây dựng, dễ thăm dò kiểm tra hầm và thuận tiện khi súc hầm, đề phòng ngạt thở.
Ngoài ra, còn có hệ thống ống dẫn Biogas nối liền với vòi thu khí trên nắp dẫn Biogas vào nơi sử dụng, thường dùng ống cao su đường
kính 14-16mm.