Dizajn bioplina razlikuje se ovisno o raspoloživim materijalima i opsegu proizvodnje. Bioplin je vrsta biogoriva nastalog anaerobnom, ili bez kisika, razgradnjom organskih materijala bakterijama. Organski materijali obično uključuju životinjski i biljni otpad, te energetske usjeve ili usjeve koji se uzgajaju za izričitu svrhu proizvodnje goriva. Plin koji nastaje ovim procesom može se koristiti za potrebe grijanja ili, u svom koncentriranom obliku, za pogon vozila. Dok se dizajn bioplina razlikuje u pojedinostima, većina bioplinskih postrojenja ima slične komponente, uključujući digestor i držač plina.
Digestor je hermetički zatvoren spremnik u koji se otpad odlaže i razgrađuje, a plinski držač je spremnik koji koristi plinove koje ispušta kaša. Bakterije unutar rezervoara digestora razgrađuju otpad i, kako se on razgrađuje, oslobađaju se plinovi kao što su ugljični monoksid, metan, vodik i dušik. Kako bi se olakšala brza razgradnja uz optimalnu proizvodnju plina, spremnik se održava na temperaturama od 29°C do 41°C (84.2°F-105.8°F). Najbolje je držati kašu u spremniku na blago bazičnom pH kako bi se osigurala brža razgradnja. U pokušaju neutraliziranja kaše, materijal će imati tendenciju emitiranja više kiselog ugljičnog dioksida, željenog produkta raspadanja.
Kroz sustav pod tlakom, plinovi oslobođeni u digestoru provode se u rupu u bubnju držača plina. Bioplin dizajn držača plina je specijaliziran za omogućavanje slobodnog strujanja plina u držač, a istovremeno sprječava da se iskorišteni plin vrati natrag u digestor ili u vanjski okoliš. To je važno, kako za učinkovitost tako i za sigurnost, jer su mnogi od tih plinova zapaljivi i mogu uzrokovati eksplozije kada se pomiješaju s kisikom ili drugim plinovima. Gusta smjesa unutar spremnika također se mora povremeno miješati kako bi se spriječilo stvaranje tvrde kore na vrhu otpada. Kora može zarobiti plinove unutar kaše i spriječiti sposobnost strojeva da iskoristi plinove.
Dizajn bioplina može varirati ovisno o količini potrebnog plina, količini otpada pri ruci i o tome je li digestor konstruiran za serijsko ili kontinuirano hranjenje. Serijski sustavi hranjenja koriste uglavnom čvrsti otpad koji se dodaje u spremnik u obrocima, a modeli s kontinuiranim hranjenjem kontinuirano dovode tekućine u digestor. Dizajn bioplina može postaviti postrojenje iznad ili ispod zemlje, iako postoje prednosti i nedostaci oba modela. Nadzemno bioplinsko postrojenje lakše je održavati i može imati koristi od solarnog grijanja, ali zahtijeva više ulaganja u izgradnju jer mora biti izgrađeno da podnese unutarnji tlak digestora. Podzemno bioplinsko postrojenje je jeftinije za izgradnju i lakše ga je hraniti, ali teže se čisti i popravlja.
Bioplin se često preferira u odnosu na izvore energije iz fosilnih goriva, kao što su nafta ili ugljen, iz ekoloških i ekonomskih razloga. Rastuća koncentracija ugljika u atmosferi postala je središnje pitanje u problemu globalnog zatopljenja. Iako i bioplin i fosilna goriva emitiraju ugljik, fosilna goriva oslobađaju ugljik koji je godinama bio zakopan u drevnoj biomasi i učinkovito uklonjen iz ciklusa ugljika. Ugljik koji se oslobađa tijekom proizvodnje i korištenja bioplina tek je nedavno pohranjen u obliku organske tvari i još je uvijek dio ciklusa. Stoga ne uzrokuje toliki poremećaj koncentracije ugljika u atmosferi kada se ispusti.
Zagovornici proizvodnje bioplina također preferiraju bioplin od fosilnih goriva jer je to jeftin, obnovljiv izvor energije koji koristi inače otpadne materijale. Dizajn bioplina može zadovoljiti male lokacije, što ga čini održivom opcijom za regije u zemljama u razvoju. Kritičari dizajna bioplina tvrde da će prehrambeni usjevi uzgojeni za potrebe proizvodnje bioplina stvoriti globalnu nestašicu hrane. Biogoriva također mogu uzrokovati krčenje šuma, onečišćenje vode, eroziju tla i negativan utjecaj na zemlje koje proizvode naftu.