天然气常与石油伴生，煤田附近也有天然气。天然气通常是甲烷、乙烷和丙烷的混合物，该混合物以甲烷为主。天然气不含有毒的CO，燃烧产物也仅是CO2和H2O，且热值高，是一种优质能源。我国的“西气东输”工程就是要将西部储存丰富的天然气资源输送至东部供城市使用。

天然气除直接用作燃料外，还需进行化学转化，从而实现综合利用的目标。目前，已出现将天然气中的甲烷进行转化的两种途径：（1）直接转化，即将甲烷在不同反应条件和不同催化剂下直接转化为烯烃、甲醇和二甲醚等；（2）间接转化，即利用如下反应进行催化重整生成合成气，再将合成气中的CO和H2合成为其他有利用价值的化工产品。

页岩气是一种蕴藏于页岩层中、可供开采的天然气资源，成分以甲烷为主。全球页岩气资源非常丰富，据预测全世界页岩气资源量为450万亿立方米，主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、拉丁美洲、俄罗斯等国家和地区，该储量与常规天然气相当，而页岩气的资源潜力却大于常规天然气。世界上对页岩气资源的研究和勘探开发最早始于美国，美国依靠成熟的开发生产技术及完善的管网设施，使得页岩气开发成本仅略高于常规天然气的开发成本，从而使美国成为世界上唯一实现页岩气大规模、商业性开采的国家。(www.daowen.com)

2012年我国国土资源部油气研究中心发布的一份报告显示，我国页岩气预估资源总量为134万亿立方米，资源潜力与美国相近，但因其页岩气层深度较深且地质条件复杂，故开发难度较大。但是，国内对天然气的巨大需求（预计至2020年，我国对天然气的缺口量将达1 300亿立方米）将直接推动我国加快对页岩气的开发进程。因此，国家发改委和国家能源局早于2009年就出台了鼓励开发页岩气的相关政策，设立开发、勘探页岩气关键技术的研究项目，旨在加快开发页岩气资源的步伐。