El presente estudio analizó el efecto de la temperatura, el pH, el pretratamiento y la relación de mezcla en el proceso de digestión anaeróbica. Los parámetros durante la co-digestión anaeróbica de estiércol de vaca y residuos de alimentos fueron optimizados utilizando el método de diseño experimental de Taguchi. Se realizó un ANOVA para encontrar los parámetros significativos que influyen en la producción de biogás. Se llevaron a cabo pruebas experimentales en reactores a escala de laboratorio mantenidos a diferentes temperaturas (28 grados C, 35 grados C y 50 grados C). El rendimiento metanogénico específico (SMP) durante la digestión anaeróbica a temperaturas más altas se caracterizó con el análisis de acetato, propionato, butirato, hidrógeno, glucosa y formiato, y se validó con la literatura. También se analizó la mejora de la producción de biogás con diferentes pretratamientos, es decir, técnicas ultrasónicas, de autoclave y de microondas. Los resultados mostraron que el reactor mantenido a 35 grados C mostró la mayor producción de biogás, mientras que el reactor mantenido a una temperatura más baja (28 grados C) produjo el menor volumen de biogás. A medida que aumenta el tiempo de retención, la cantidad de producción de biogás también aumenta. Las actividades metanogénicas de los microorganismos se redujeron en condiciones de temperatura más alta (65 grados C). La producción de biogás aumentó en un 28.1%, 20.23% y 13.27% cuando los sustratos fueron tratados con ultrasónico, autoclave y microondas, respectivamente, en comparación con el sustrato no tratado. La condición optimizada para la mayor producción de biogás durante la co-digestión anaeróbica de residuos de alimentos y estiércol de vaca es una temperatura de 35 grados C, un pH de 7 y una relación de mezcla (CM:FW = 1.5:0.5). El ANOVA mostró que la temperatura es el parámetro de entrada más importante que afecta la producción de biogás, seguido de la relación de mezcla.