氧气对产甲烷菌具有致命的毒性。电子传递最终受体不是氧气，而是含碳小分子化合物，最常见的是二氧化碳或者乙酸：CO + 4 H => CH + 2HO CHCOOH => CH + CO 产甲烷作用也可以利用其它含碳小分子有机物，如甲酸、甲醇、二甲硫醚和甲硫醇等。产甲烷菌不能在有氧气处生存，因此它们只能在完全缺乏氧气的环境中被发现。常见的这样的环境在有机物被迅速降解的地方，比如湿地土壤、动物消化道和水底沉积物等。产甲烷作用也可发生在氧气和腐烂有机物都不存在的地方，如地面下深处、深海热水口和油库等