秸秆还田的方式多种多样，主要包括堆沤还田、过腹还田和直接还田。其中，堆沤还田是将作物秸秆通过发酵转化为堆肥或沤肥，再施入土壤中。过腹还田则将秸秆作为饲料喂养牲畜，随后利用畜粪尿补充土壤。直接还田是最常见的方式，包括翻压还田和覆盖还田。翻压还田在收获后将秸秆翻入土中，覆盖还田则直接覆盖在土壤表面。
在进行直接还田时，需注意以下几点：首先，秸秆的数量要适中，过多可能影响腐烂和作物生长，一般每亩200千克为宜。其次，由于新鲜秸秆含氮量高，可能导致微生物与作物竞争肥料，因此需配合施用氮肥如碳酸氢铵和磷肥如过磷酸钙，以补充土壤养分。再次，翻埋时间很重要，旱地应在收获后立即翻耕，水田则应在插秧前15天施入，以利于腐熟。此外，新鲜秸秆在腐熟过程中会产生有机酸，可能对作物根系有害，这时需适量施用石灰中和，一般每亩30-40千克。
若秸秆带有病害，应进行高温堆制以杀死病菌。在还田前，秸秆需先经粉碎机处理成1-3厘米的长度，保持含水量在70%左右，与已腐熟的有机肥混合，堆成堆后用泥浆或塑料布密封。经过15天左右的堆沤，秸秆变为褐色或黑褐色，有弹性且易碎时，即表示腐熟完毕，可以直接施入田块。
秸秆还田是当今世界上普遍重视的一项培肥地力的增产措施，在杜绝了秸秆焚烧所造成的大气污染的同时还有增肥增产作用。但若方法不当，也会导致土壤病菌增加，作物病害加重及缺苗（僵苗）等不良现象。