有機肥料堆肥的發酵過程一般需要45-60天。這是因為堆肥初期的升溫階段和高溫階段會殺死植物病原菌、蟲卵、雜草種子等有害微生物，但這一過程中微生物的主要作用是代謝和繁殖，只產生少量代謝產物，這些代謝物不穩定，不易被植物吸收。在冷卻后期，微生物會腐殖有機物，產生大量有利于植物生長和吸收的代謝物。這個過程需要45-60天。

通過這個過程堆肥可以達到三個目的：第一，無害化；二是腐殖化；第三，它產生大量微生物代謝產物，如各種抗生素、蛋白質等。

加熱階段、高溫階段、冷卻階段、成熟和保溫階段

有機堆肥的發酵過程簡單，可分為以下四個階段

加熱階段

在堆肥的早期階段，堆肥中的微生物主要是中溫菌和好氧菌，最常見的是無孢子菌、孢子菌和霉菌。它們啟動有機肥堆肥發酵過程，在有氧條件下劇烈分解易分解的有機物（如單糖、淀粉、蛋白質等），產生大量熱量，并不斷將堆肥溫度從約20℃提高到40℃，稱為加熱階段或中溫階段。

高溫階段

隨著溫度的升高，嗜熱微生物逐漸取代中溫物種并發揮主導作用。氣溫持續上升，一般在幾天內達到50℃以上，進入高溫階段。

在高溫階段，嗜熱放線菌和嗜熱真菌成為主要物種。它們強烈分解堆肥中的復雜有機物（如纖維素、半纖維素、果膠等），蓄熱，堆肥溫度上升到60-70℃，甚至高達80℃。

大多數嗜熱微生物也大量死亡或進入休眠狀態（超過20天），這對加速堆肥的成熟起著重要的作用。不當堆肥的高溫期很短，或者根本達不到高溫，所以堆肥速度很慢，半年或半年以上都達不到半成熟狀態。