沼氣生物脫硫，又稱沼氣生物催化脫硫，是一種利用脫硫微生物催化沼氣中的硫化氫（H2S），通過控制氧氣的濃度的大小（氧化還原電位），將硫化氫選擇性轉化成硫酸或單質硫的生物代謝過程。
隨著生物技術的發展，應用脫硫微生物來處理沼氣中的硫化氫的技術應運而生。由于其低運行成本，很快成為研究熱點。應用在沼氣中主要的生物脫硫可大致分為兩類，一類為一體式生物脫硫；另一類為分離式生物脫硫。兩種沼氣生物脫硫工藝都被廣泛應用到沼氣、填埋氣、天然氣、水煤氣等工業氣體脫硫工藝中。
一體式生物脫硫是將一定量的空氣導入含有硫化氫的沼氣中，混合氣體通過生物濾池以去除硫化氫。該方式在反應器內部安裝塑料填料，營養液循環使填料保持潮濕狀態，并補充脫硫細菌生長所需的營養。一體式脫硫效率高，可達95%～99%，運行成本低，自動化程度高，操作簡便，造價較低。但是一體式脫硫方法的填料易堵，不僅影響處理效果、增加勞動強度，而且空氣直接與沼氣混合，一旦控制儀表發生故障，沼氣極易達到爆炸極限，安全風險高。另外，運行控制精度過高（溫度30～31℃），系統易失控。如脫硫產物為硫酸，則會形成大量的低濃度硫酸，較難處理。并且，不能處理高于15,000ppm硫化氫濃度的沼氣。
分離式生物脫硫工藝采用分離式生物脫硫方式含硫化氫的沼氣氣體首*入生物洗滌塔，在塔內與混合液中堿反應從沼氣中脫除硫化氫。生物洗滌塔吸收液流至塔底，進入生物反應器。在反應器底部有空氣分布系統，給微生物提供氧氣，將反應器中的硫化物轉化為單質硫，同時堿液得到再生，單質硫在分離器中分離。分離式生物脫硫方案的脫硫效率高（可達99%以上），年運行成本低，自動化程度高操作簡便，沼氣不與空氣直接混合運行安全。能處理高濃度的硫化氫的沼氣。但運行成本略高于一體式生物脫硫。
