好氧堆肥是一種依靠好氧微生物（主要是好氧細菌）在有氧條件下進行的生物化學過程。
在這個過程中，將有機廢物與填充料按照一定比例混合，通過維持適宜的水分和通氣條件，促進微生物的生長和繁殖。微生物利用混合物料中的有機物質，通過分解代謝（氧化分解）將其轉化為簡單的無機物，如二氧化碳和水，同時釋放能量供微生物生長和活動所需。在這一過程中，部分有機物被轉化合成新的細胞物質，促進微生物的生長和繁殖，從而加速有機物的穩定化和腐熟。
此外，好氧堆肥過程中產生的高溫可以殺死病原菌、蟲卵和雜草種子，進一步促進無害化。