UASB厭氧反應器的構造主要由進水分配系統、反應區、三相分離器、出水系統、排泥系統組成。另外，根據不同廢水水質，UASB反應器的構造所不同，主要可分為敞開式和封閉式兩種。
廢水由池底進入反應器，向上流過由絮狀或顆粒污泥組成的污泥床，隨著廢水與污泥相接觸發生厭氧反應，產生沼氣(主要是甲烷和二氧化碳)引起污泥床擾動，通過反應區經氣體分離后的混合液進入沉淀區進行固液分離，澄清后的處理過的水排走，沉淀下來的微生物固體，即厭氧污泥靠重力沉降返回到反應區，集氣室收集的沼氣由沼氣管排出反應器。UASB反應器內不設攪拌裝置，上升的水流和產生的沼氣可滿足攪拌要求，反應器內不需填裝填料，構造簡單，易于操作運行，便于維護管理。由于UASB反應器設置三相分離器，使得反應器內污泥不易流失，所以反應器內能維持很高的污泥濃度。同時，反應器的SRT(污泥停留時間)大，HRT(水力停留時間)小，這使反應器很高的容積負荷率并性。
UASB厭氧反應器易于操作運行
UASB厭氧反應器具如下的主要特點：
① 污泥的顆粒化使反應器內的平均濃度達50 gVSS/L以上，污泥齡一般為30天以上；
② 反應器的水力停留吋間相應較短；
③ 反應器具很髙的容積負荷；
④ 不適合于處理髙、中濃度的機工業廢水，也適合于處理低濃度的城市污水；
⑤ UASB厭氧反應器集生物反應和沉淀分離于一體，；
⑥ 滯設置填料，節省了，提髙了容積利用率；
⑦ 一般也需設置攪拌設備，上升水流和沼氣產生的上升氣流起到攪拌；
⑧ 構造簡單，操作運行方便。
UASB厭氧反應器運行三個重要的前提：UASB厭氧反應器易于操作運行
① 應器內形成沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥；
② 產氣和進水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌；
③ 的三相分離器，能使沉淀性能良好的污泥保留在反應器內。良好的顆粒污泥床的形成，使得機負荷和去除率髙，不需要攪拌，能適應負荷沖擊和溫度與pH值的變化。
UASB由污泥反應區、氣液固三相分離器(包括沉淀區)和氣室三部分組成。在底部反應區內存留大量厭氧污泥，具良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的機物，把它轉化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經過反射進入三相分離器的沉淀區，污水中的污泥發生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應區內，使反應區內積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
與其他類型的厭氧反應器相較下述優點：
1. 污泥床內生物量多，折合濃度計算可達20~30g/L；
2. 容積負荷率高，在中溫發酵條件下，一般可達10kgCOD/（m³d）左右，甚至能夠高達15~40kgCOD/(m³.d)，廢水在反應器內的水力停留時間較短，因此所需池容大大縮小。
3. 設備簡單，運行方便，勿需設沉淀池和污泥回流裝置，不需要充填填料，也不需在反應區內設機械攪拌裝置，造價相對較低，便于管理，且不存在堵塞問題。
