二次发酵在国外早已成为蘑菇栽培的常规技术，能够节约时间，减少杂菌和害虫的危害，明显提高单位面积的产量，增产幅度达20％～40％，而且能够降低病虫害发生的几率。国内自20世纪70年代末引进该技术后，极大地推动了双孢菇产业的发展。
二次发酵技术是将发酵过程分成前发酵（一次发酵）和后发酵（二次发酵）两个阶段。
前发酵是从预湿开始到装床后后发酵开始前的过程，其主要目的是原料混合、调湿、拌匀，通过各种微生物群的活动对秸秆进行分解，并利用其产生的热量软化培养料、杀灭杂菌和害虫，积累微生物菌体，除去易分解的有机物。
前发酵始终在室外进行，料堆中心温度可达70℃～75℃，持续发酵足以杀死培养料中的多数害虫和病原菌。不过，料堆表面的培养料不可能达到如此高的温度，所以，仅仅进行一次发酵的培养料质量相对较差，且腐熟度不易均匀，较易受病虫害侵染。前发酵一般持续12～15天，主要包括材料预湿、建堆、翻堆和质量检查等技术环节。
后发酵是在人工控温的条件下，在60℃～65℃对前发酵后的培养料进行巴氏消毒，然后在50℃左右温度下利用好气湿热微生物的活动，进一步分解、转化营养物质，最终使得培养料成为适于双孢菇菌丝生长的有选择性的培养基。依据发酵方式又分为集中式后发酵和分散式后发酵，对于单层地栽的培养料可采用简易的室外后发酵。
