Ein Gärkeller ist ein besonderer Raum, in dem der Gärprozess bei der Bierherstellung kontrolliert abläuft. Für diesen Prozess bringt der Brauer Bierwürze und Hefe kontrolliert zusammen, denn es gilt die Temperatur, Feuchtigkeit und Luftzirkulation im Gärkeller genau zu kontrollieren, um die beste Qualität zu erreichen. Auf dem Weg in den Keller wird die gekühlte Würze mit Hefe zugesetzt und mit steriler Luft versorgt, um die Hefevermehrung zu gewährleisten. Die verwendete Hefemenge beträgt ca. 0,5-1,0 Liter pro Hefe pro Hektoliter Kaltwürze- das entspricht ca. 15 Millionen Hefezellen pro Milliliter Würze.
Bei der Gärung werden die vergärbaren Zucker in der Würze in Alkohol und Kohlensäure umgewandelt. Die Kühlung des Fermenters wirkt der während des Prozesses entstehenden Wärme entgegen. Brauer sprechen gerade vom Fassbier. Im Gärkeller wird das neue Bier mit Hefe vergoren. Dabei werden die im Bier gelösten Maltose Moleküle in Alkohol und Kohlensäure umgewandelt. Einige Brauereien nutzen diese Fermentation auch, um neue Hefe zu ernten. Die Gärzeiten betragen 8 bis 12 Tage für untergärige Biere und 4 bis 6 Tage für obergärige Biere. Während der letzten 2 Tage der Gärung wird das Jungbier langsam auf etwa 3°C abgekühlt. Der Zucker ist dann fast vergoren, und die Kühlung erleichtert die Entfernung der Hefe. Bei der Gärung unterscheiden Brauer zwischen untergäriger und obergäriger Hefe und Bier. Generell lässt sich sagen, dass sich am Ende der Gärung untergärige Hefe am Kesselboden absetzt, während obergärige Hefe an die Oberfläche des gezapften Bieres steigt. Bei der klassischen Herstellungsweise werden untergärige Biere kalt vergoren (bis 10°C), obergärige Biere warm vergoren (16°C bis 25°C).
