沼气的净化过程与天然气净化处理相似，目的是去除其中的水、硫化氢、二氧化碳和卤化混合物等低热值或对系统有损害的杂质。其中二氧化碳含量较高，降低了沼气的能量密度，是需要大量去除的主要杂质。目前，从沼气中去除CO2主要有化学吸收、洗涤、变压吸附（PSA）、膜分离等几种方法。其中膜分离技术由于其独特的优势正越来越受到人们关注。

膜分离法提纯沼气可以使产品气甲烷浓度达到95%以上，回收率高于92%。而且与水洗、吸收等方法相比，无需大量水或化学吸收剂，操作压力低，对外部环境要求低，并且为模块化系统，在气源枯竭或需要另外选址时，容易搬迁移动。