Biokaasun suunnittelu vaihtelee käytettävissä olevien materiaalien ja tuotannon laajuuden mukaan. Biokaasu on eräänlainen biopolttoaine, joka muodostuu orgaanisten materiaalien anaerobisesta eli hapettomasta hajoamisesta bakteerien toimesta. Orgaaniset materiaalit sisältävät tyypillisesti eläin- ja kasvijätettä sekä energiakasveja tai viljelykasveja, joita kasvatetaan nimenomaan polttoaineen tuotantoa varten. Tästä prosessista syntyvää kaasua voidaan käyttää lämmitystarkoituksiin tai konsentroidussa muodossaan ajoneuvon käyttövoimaksi. Vaikka biokaasun suunnittelu eroaa yksityiskohdista, useimmilla biokaasulaitoksilla on samankaltaiset peruskomponentit, mukaan lukien keitin ja kaasupidike.
Keitin on ilmatiivis säiliö, johon jäte kaadetaan ja hajotetaan, ja kaasupidike on säiliö, joka hyödyntää lietteen vapauttamia kaasuja. Keittosäiliön sisällä olevat bakteerit hajoavat jätteet ja hajoamisen yhteydessä vapautuu kaasuja, kuten hiilimonoksidia, metaania, vetyä ja typpeä. Nopean hajoamisen ja optimaalisen kaasuntuotannon helpottamiseksi säiliö pidetään 29 ° C: n ja 41 ° C: n (84.2 ° F-105.8 ° F) lämpötilojen välillä. On parasta pitää liete säiliössä hieman emäksisessä pH: ssa hajoamisen nopeuttamiseksi. Lietteen neutraloimiseksi materiaalilla on taipumus päästää enemmän hapanta hiilidioksidia, haluttua hajoamistuotetta.
Paineistetun järjestelmän kautta keittimessä vapautuvat kaasut johdetaan kaasupidikkeen rummun reikään. Kaasupidikkeen biokaasumuotoilu on erikoistunut sallimaan kaasun virrata vapaasti pidikkeeseen estäen samalla valjastetun kaasun pääsyn takaisin keittimeen tai ulkoympäristöön. Tämä on tärkeää sekä tehokkuuden että turvallisuuden kannalta, koska monet näistä kaasuista ovat tulenarkoja ja voivat aiheuttaa räjähdyksiä sekoittuessaan hapen tai muiden kaasujen kanssa. Säiliössä olevaa lietettä on myös ajoittain sekoitettava, jotta estetään kovan kuoren muodostuminen jätteiden päälle. Kuori voi vangita kaasut lietteeseen ja estää koneen kykyä hyödyntää kaasuja.
Biokaasun suunnittelu voi vaihdella tarvittavan kaasun määrän, käsillä olevan jätemäärän ja sen mukaan, onko keitin valmistettu erä- tai jatkokäyttöön. Eräsyöttöjärjestelmät käyttävät enimmäkseen kiinteitä jätteitä, jotka lisätään säiliöön erissä, ja jatkuvan ruokinnan mallit syöttävät nesteitä jatkuvasti keittimeen. Biokaasumuotoilu voi sijoittaa laitoksen joko maanpinnan ylä- tai alapuolelle, vaikka molemmilla malleilla on etuja ja haittoja. Maanpäällinen biokaasulaitos on helpompi ylläpitää ja se voi hyötyä aurinkolämmöstä, mutta se vaatii enemmän investointeja rakentamiseen, koska se on rakennettava kestämään keittimen sisäinen paine. Maan alla oleva biokaasulaitos on halvempi rakentaa ja helpompi syöttää, mutta vaikeampi puhdistaa ja korjata.
Biokaasu on usein parempi kuin fossiilisten polttoaineiden energialähteet, kuten öljy tai hiili, sekä ympäristön että taloudellisista syistä. Hiilen kasvavasta pitoisuudesta ilmakehässä on tullut keskeinen ongelma ilmaston lämpenemisen ongelmassa. Vaikka sekä biokaasu että fossiiliset polttoaineet päästävät hiiltä, fossiiliset polttoaineet vapauttavat hiiltä, joka on haudattu monta vuotta muinaiseen biomassaan ja poistettu tehokkaasti hiilikierrosta. Biokaasun tuotannon ja käytön aikana vapautunut hiili on varastoitu orgaanisena aineena vasta äskettäin ja on edelleen osa kiertokulkua. Siksi se ei aiheuta niin paljon häiriötä ilmakehän hiilipitoisuudessa, kun se vapautuu.
Biokaasun tuotannon kannattajat pitävät myös biokaasua fossiilisista polttoaineista parempana, koska se on edullinen, uusiutuva energialähde, joka käyttää muuten hukkaan meneviä materiaaleja. Biokaasumuotoilu voi vastata pieniin kohteisiin, mikä tekee siitä toteuttamiskelpoisen vaihtoehdon kehitysmaiden alueille. Biokaasun suunnittelun kriitikot väittävät, että biokaasun tuotantoa varten kasvatetut elintarvikekasvit aiheuttavat maailmanlaajuisen elintarvikepulan. Biopolttoaineet voivat myös aiheuttaa metsien hävittämistä, veden saastumista, maaperän eroosiota ja kielteisiä vaikutuksia öljyä tuottaviin maihin.