天然氣主要成分烷烴，其中甲烷占絕大多數，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣和少量一氧化碳及微量的稀有氣體，如氦和氬等。天然氣在送到最終用戶之前，為助于泄漏檢測，還要用硫醇、四氫噻吩等來給天然氣添加氣味。
天然氣是一種重要的能源，廣泛用作城市煤氣和工業燃料；但通常所稱的天然氣只指貯存于地層較深部的一種富含碳氫化合物的可燃氣體，而與石油共生的天然氣常稱為油田伴生氣。
天然氣燃料是各種替代燃料中最早廣泛使用的一種，它分為壓縮天然氣（CNG）和液化天然氣（LNG）兩種。工業用天燃氣可用外混式燒嘴進行燃燒。
以天然氣代替煤，用于工廠采暖，生產用鍋爐以及熱電廠燃氣輪機鍋爐。天然氣發電是緩解能源緊缺、降低燃煤發電比例，減少環境污染的有效途徑，且從經濟效益看，天然氣發電的單位裝機容量所需投資少，建設工期短，上網電價較低，具有較強的競爭力。