堆肥是通過分解有機材料引入在稱為堆肥過程更簡單的有機和無機化合物制成的。該過程回收了各種有機材料，這些有機材料被視為廢品。好的堆肥富含植物營養和有益生物。

堆肥用于改善花園、園林綠化、園藝、城市農業和有機農業的土壤肥力。堆肥的好處包括為作物提供營養作為肥料，充當土壤改良劑，增加腐殖質或腐殖酸含量的土壤，并在土壤中引入有益的微生物菌落。土壤、植物根和堆肥的營養/微生物之間的自然相互作用改善了土壤結構。改良的土壤結構將增加土壤保水能力并控制土壤侵蝕。堆肥可用于土地和溪流開墾以及生態友好的濕地建設。作為垃圾掩埋場，堆肥可以健康地利用有機廢料。

堆肥是分解有機固體廢物的好氧方法（意味著需要空氣）。因此，它可以用于回收有機材料。該過程涉及將有機物質分解為腐殖質樣物質，稱為堆肥，這是植物的良好肥料。

堆肥生物需要四個同樣重要的成分才能有效發揮作用：

• 碳-能源；碳的微生物氧化會產生熱量，如果以建議的水平包括在內的話。高碳材料往往呈褐色且干燥。
• 氮-生長和繁殖更多生物以氧化碳。高氮物質往往是綠色的（或彩色的，例如水果和蔬菜）且潮濕。
• 氧氣-用于氧化碳，分解過程。
• 水-適量以維持活動而不會引起厭氧條件。

這些材料的一定比例將使微生物以一定速度工作，從而使堆肥變熱。需要對堆進行積極管理（例如轉向），以保持足夠的氧氣供應和正確的水分含量。空氣/水的平衡對于維持130–160°F（54–71°C）的高溫直至物料分解至關重要。

最有效的堆肥發生時，最佳碳：氮比約為25：1。熱容器堆肥的重點是保留熱量，以提高分解率，從而更快地產生堆肥。C / N比約為30或更小，有利于快速堆肥。在30℃以上，該基材被氮缺乏。低于15時，可能會將一部分氮以氨的形式排出。

幾乎所有死去的動植物材料都具有碳和氮，但數量差異很大，具有上述特征（干/濕、棕/綠）。取決于種類，新鮮草屑的平均比例約為15：1，干燥的秋葉約為50：1。混合相等的體積份接近理想的C：N范圍。很少有個別情況可以在任何時候提供理想的材料組合。隨著時間的推移，堆肥堆的堆積量的觀察以及對不同材料的考慮，可以迅速實現針對具體情況的可行技術。

通過水、氧、碳和氮的適當混合，微生物能夠分解有機物以產生堆肥。堆肥過程取決于微生物將有機物分解為堆肥的過程。活性堆肥中發現了許多類型的微生物，其中最常見的是：

• 細菌-堆肥中發現的所有微生物中最多。根據堆肥階段的不同，嗜溫或嗜熱細菌可能占主導地位。
• 放線菌-分解報紙、樹皮等紙制品所必需。
• 真菌-霉菌和酵母有助于分解細菌無法降解的物質，尤其是木質物質中的木質素。
• 原生動物-幫助消耗細菌、真菌和微小有機微粒。
• 輪蟲-輪蟲有助于控制細菌和小型原生動物的種群。

另外，earth不僅攝取部分堆肥材料，而且在它們穿過堆肥時不斷地重建通氣和排水通道。

在理想條件下，堆肥過程分為三個主要階段：

• 中溫相：初始的中溫相，其中中溫微生物在中等溫度下進行分解。
• 嗜熱階段：隨著溫度的升高，第二個嗜熱階段開始，在該階段中，各種嗜熱細菌在較高的溫度（50至60°C（122至140°F））下進行分解。
• 成熟期：隨著高能化合物供應的減少，溫度開始降低，并且在成熟期中溫濕菌再次占主導地位。

堆肥所需的時間與物料的體積，投入物的大小（例如木屑的分解速度比樹枝快）以及混合或通氣的量有關-通常通過轉動堆垛進行。通常，較大的堆將達到較高的溫度，并在高溫階段保持數天或數周。這被稱為熱堆肥，是大規模堆肥設施和許多農業活動的常規方法。

通常被稱為“伯克利方法”的過程會在18天之內完成堆肥，但是一開始它需要組裝至少一立方米的材料，并且在開始四天后每兩天需要翻轉一次。許多這樣的短流程涉及對傳統方法的一些更改，包括堆肥中更小、更均質的碎片，將碳氮比（C：N）控制在30：1或更低，以及更多地監測水分含量小心。

冷堆肥是一個較慢的過程，可能需要一年才能完成。它是由較小的堆肥產生的，包括許多住宅堆肥堆，這些堆肥在較長時期內會收到少量的廚房和花園垃圾。小于約一立方米的樁難以達到并保持高溫。冷堆肥時不必翻車，但是，當堆肥部分被壓實或積水時，有可能會厭氧。

堆肥可以用作土壤或其他基質（如椰殼和泥煤）的添加劑，作為豆腐的改良劑，可提供腐殖質和養分。它提供了豐富的生長介質作為吸收材料（多孔的）。該材料包含水分和可溶性礦物質，可提供支撐和養分。盡管很少單獨使用，但植物可以從混合的土壤、沙子、砂礫、樹皮屑、珍珠巖或黏土顆粒中蓬勃發展，從而產生壤土。堆肥可以直接耕種到土壤或生長介質中，以提高有機質含量和土壤整體肥力。準備用作添加劑的堆肥為深褐色甚至黑色，帶有泥土味。

通常，不建議直接播種到堆肥中，因為它干燥的速度以及未成熟堆肥中可能存在的植物毒素可能會抑制發芽，以及氮可能通過氮束縛木質素未完全分解。常見的情況是，在子葉期或以后將20–30％的混合肥料用于苗木移植。

堆肥可用于提高植物對病蟲害的免疫力。