UASB厌氧反应器的构造主要由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统组成。另外，根据不同废水水质，UASB反应器的构造有所不同，主要可分为敞开式和封闭式两种。
废水由池底进入反应器，向上流过由絮状或颗粒污泥组成的污泥床，随着废水与污泥相接触发生厌氧反应，产生沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起污泥床扰动，通过反应区经气体分离后的混合液进入沉淀区进行固液分离，澄清后的处理过的水排走，沉淀下来的微生物固体，即厌氧污泥靠重力沉降返回到反应区，集气室收集的沼气由沼气管排出反应器。UASB反应器内不设搅拌装置，上升的水流和产生的沼气可满足搅拌要求，反应器内不需填装填料，构造简单，易于操作运行，便于维护管理。由于UASB反应器设置有三相分离器，使得反应器内污泥不易流失，所以反应器内能维持很高的污泥浓度。同时，反应器的SRT(污泥停留时间)大，HRT(水力停留时间)小，这使反应器有很高的容积负荷率并运行稳定性。
UASB厌氧反应器应用特点：
与好氧处理相比，UASB厌氧处理具有明显的优势：
(一)可处理高浓度废水，特别是对一些较难降解的大分子有机物有很好的去除效果，而好氧对此效果不明显;
(二)不需要供氧，大大降低运行费用，能耗仅为好氧处理工艺的10-15%，且厌氧过程产生可再生能源——沼气;
(三)污泥产生量比好氧过程少5～20倍，UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20-40gVSS/1;不会产生污泥膨胀，剩余污泥量少，污泥易处理;
(四)有机负荷率高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10-20kgCOD/m3.d左右;反应器容积和系统占地小，投资少。工程实践证明，当污水COD浓度大于4000mg/L时，厌氧处理就比好氧处理更加经济。
(五)无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动;污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题;
(六)操作简单、运行方便、易于维护管理。
主要缺点是：
(一)进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/l以下;
(二)污泥床内有短流现象，影响处理能力;
(三)对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。
