温度
温度是影响厌氧生物处理工艺的主要因素之一。温度主要通过对微生物细胞中酶活性的影响从而影响其生长代谢能力。微生物的生长代谢都有一定的温度范围，通常分为三类：嗜冷微生物（生长温度5~20℃）；嗜温微生物（生长温度20~42℃）；嗜热微生物（生长温度42~75℃）。因此，厌氧生物处理通常也分成低温、中温和高温，即在温度不同的装置中有不同种类的微生物生长。
大部分厌氧生物处理工艺的运行温度采用的是中温环境条件，在此温度范围内，温度每上升10~15℃，厌氧反应速率增快1~2倍。采用中温条件的厌氧生物处理工艺以30~40℃较为常见，最佳温度是35~40℃。高温常采用的温度为40~50℃。采用低温的厌氧生物处理工艺在运行过程中厌氧污泥活力明显降低，负荷也不高。可是对于有些温度低的污水，因为给污水加热需要较高的能耗，所以采用低温运行的方案也是可以的。
pH值
在废水的厌氧生物处理过程中，水解菌与产酸菌对pH值有较大的适应范围，当pH值为5.0~8.5时，水解菌和产酸菌能够较好地生长，而且当pH值低于5时，有些产酸菌依然能够生长良好。然而产甲烷菌比水解菌与产酸菌敏感，其一般在pH值为6.5~7.8的范围内生长良好。这一般也是厌氧反应器所采用的pH控制范围。pH变化的一个主要原因是产酸过程导致的，特别是乙酸的形成。所以当含有较多的溶解性碳水化合物的污水进入装置后pH值很快下降，但已经酸化的污水进入装置后pH值会升高。当含有较多的氨基酸或蛋白质的污水，因为氨的形成，pH值也会有一点升高。
ORP（氧化还原电位）
厌氧环境是产甲烷菌生长代谢的基本条件之一。氧的溶入会导致反应器中的ORP上升。由于产甲烷菌不和好氧菌相同，不具有过氧化氢酶，产甲烷菌对氧化剂和氧十分敏感，因此对装置中的氧的含量多少可通过ORP来表达。ORP的高低会引起反应器中专性厌氧与兼性厌氧菌比例的变化，产酸菌的氧化还原电位最适范围为-200~-300mV。ORP的高低与污水的种类、装置的密闭性有密切的关系。如果氧化还原电位大于-100mV，丙酸产生多，而且当其大于-50mV时，在pH范围内都会发生丙酸型发酵。这时可以通过添加还原剂或铁粉来降低ORP，亦能防止乳酸产生。产甲烷菌初始繁殖ORP要低于-330mV。不产甲烷时可以在兼性环境下，ORP控制在+0.1~-0.1V；在产甲烷时，ORP为-0.3~-0.35V（中温）与-0.56~-0.6V（高温），产甲烷阶段ORP临界值为-0.2V。
厌氧活性污泥
厌氧活性污泥是由专性和兼性厌氧菌与污水中的有机杂质形成的污泥颗粒。它的颜色通常为灰黑色，有吸附降解和絮凝作用，能较好地沉降。厌氧活性污泥的颗粒化是保证厌氧反应器中具有较高浓度的微生物和其高效运行的重要条件。
在废水的厌氧生物处理过程中，有机物是通过厌氧活性污泥中的微生物处理的，所以在一定范围内，微生物浓度越高，厌氧消化的处理效果越好，可是微生物到达一定浓度后，处理效果不再明显提高。这通常认为是厌氧活性污泥生长率不高，增长不迅速，累积时间太长，无机成分比例偏大，活性降低，微生物浓度太高造成反应器堵塞而影响反应器运行。
容积负荷
容积负荷反映了底物与微生物之间的平衡关系，是厌氧处理过程中主要的控制参数。容积负荷是影响污泥活性和污染物生物降解的主要因素，增加负荷能促进污泥生长和加快生物降解，装置的体积也相应减小。厌氧消化过程中，容积负荷对污染物的去除和工艺的影响很大。如果容积负荷过大，那么会造成产甲烷与产酸不平衡。对于一些特殊的污水，容积负荷可以由实验来确定，反应器的容积负荷和其温度、污水水质与浓度相关。对于絮状污泥和颗粒污泥装置，其设计负荷是不一样的，各种工业废水的容积负荷也不相同。
营养物与微量元素
营养物质的确定是根据组成细胞的化学成分。厌氧微生物所需的主要营养物质有氮、磷、钾和硫等。为了能促进微生物的生长与活动，有时还需补充上述的主要营养物质和微量元素。工程上较为常见的控制为碳、氮、磷的比例，通常认为C∶N∶P控制在300～500∶5∶1。细菌所需的微量元素虽然很少，可是微量元素的缺乏可能引起微生物活力的降低，因此有时也应注意铁、镍和钴等微量元素的添加。
有毒物质
在废水的厌氧生物处理过程中，甲烷菌对毒性物质通常比发酵菌敏感，所以有毒物质是影响厌氧反应的重要因素。有毒物质一般分为三类：影响代谢的、影响细菌生理的和杀菌性的毒性物质。在有些状况下微生物与有毒物质接触后，微生物活性渐渐恢复，这说明微生物可以驯化。但这种驯化只可在低浓度下进行。毒性物质也可分为天然有机物、无机物和非生物合成有机物三类。其中天然有机物毒性物质有：非极性有机物、单宁类化合物、芳香族氨基酸和焦糖化合物。有机毒性物质有：氨、无机硫化物、盐类和重金属。非生物合成有机物毒性物质有：氯化烃、甲醛、氰化物、石油化学品、洗涤剂和抗菌素。
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