厭氧反應器的結構主要由污泥床、污泥懸浮層、沉積區和三相別離器組成。
  三相別離器三相別離器的主要功用是將氣、固、液三相別離，將沼氣引進集氣室，將處理后的水引進出口區，將固體顆粒引進反應區。它由集氣器和擋板組成。三相別離器是厭氧反應器的主要特色之一，其合理設計是確保厭氧反應器正常運行的關鍵技術。
  沉積帶沉積區坐落厭氧反應器的頂部。它的作用是使因為水流夾帶而上升的水流進入流出物區的固體顆粒沉降在沉積區內，并沿沉積區底部的傾斜壁滑下，回來該區的反應，確保反應器內的污泥不流失同時確保污泥床內污泥濃度。沉積區的另一功用是合理調整沉積區的水空間高度，確保整個反應器集氣室的有效空間高度，避免集氣空間被損壞。
  污泥懸浮液污泥懸浮層坐落污泥床上部。它占整個厭氧反應器容積的百分之70左右，其間污泥濃度低于污泥床，一般為15000-30000mg/L，由高度絮凝的污泥組成，一般為非顆粒污泥，其沉降速率顯著低于顆粒污泥。污泥體積指數一般在30-40mg/L之間，污泥床的氣泡使污泥層充沛混合。
  污泥床污泥床坐落整個厭氧反應器的底部，容積一般占整個厭氧反應器容積的百分之三十左右，但它對厭氧反應器的全體處理效率起著重要的作用。降解量一般可占整個反應器總降解量的百分之70-百分之90。