厭氧顆粒污泥（Anaerobic Granular Sludge）基于20世紀80年代初發展起來的生物顆粒污泥技術，是在高的水力剪切下，由產甲烷菌、產乙酸菌和水解發酵菌等構成的，沉降性優于活性污泥絮體的自凝聚體。
顆粒污泥的形成實際上是微生物固定的一種形式，其外觀為具有相對規則的球形或橢圓形黑色顆料。顆粒污泥的粒徑一般為0.1~5mm，個別大的有7mm、密度為1.04-1.08 cm³，比水略重，具有良好的沉降性能和降解水中有機物的產甲烷活性。
在光學顯微鏡下觀察，顆粒污泥呈多孔結構，表面有一層透明膠狀物，其上附著甲烷菌。顆粒污泥靠近外表面部分的細胞密度大，內部結構松散、細胞密度較小。粒徑較大的顆粒污泥往往有一個空腔，這是由于顆粒污泥內部營養不足使細胞自溶而引起的。大而空的顆粒污泥容易破碎，其破碎的碎片成為新生顆粒污泥的內核，一些大的顆粒污泥還會因內部產生的氣體不易釋放出去而容易上浮。
厭氧顆粒污泥因其優于絮狀污泥的沉降性及高的污泥濃度，抗水力負荷和沖擊負荷的能力大大增強，使得第三代高效厭氧生物反應器的發展應用成為可能，對厭氧水處理工藝有著巨大的貢獻。