天然存在的液态碳氢化物（氢和碳的化学混合物），通常和石油共生于地下。油层中的天然气，有的为量甚少；有的可高达100％。其中的气体从含沸点很低的天然碳氢化物到几乎全由氢、氮或二氧化碳构成。后一类气体经济价值不大。而仅占某些气体2—3％的氦，经济上却很重要。所有石油烃中最稳定的成分甲烷（CH4），构成天然气碳氢化物的最大部分。此外往往还含有为量很少、彼此差别却很大的其他烷属烃——乙烯（C2H6），丙烷（C3H8），丁烷（C4H10）、戊烷（C5H12）和己烷（C6H14）。天然气中游离氢极少（如某些火山地区和德国若干盐矿附近的天然气，就是这种情况）。大部分天然气的一氧化碳和不饱和气体都不多。在标准天然气中，碳的含量大约为每千立方米35磅。其中三分之一可以还原为碳黑。天然气在有限量的空气中燃烧后，会剩下非常微小——直径从10到150微米——的颗粒，这就是碳黑。以空气的密度为1.0，天然气的密度可从甲烷的0.554到超过1.0（少数气体）。大部分天然气的密度在0.65至0.90之间。

　　井下采出的天然气，可按所含天然气油的多少分类。每1000立方英尺所含天然气油不足0.1加仑的天然气称干气（drygas），每1000立方英尺所含天然气油0.3加仑或更多的称湿气（wetgas）①。

　　天然气油提出后的天然气称残余气（residuegas）。甜气（sweetgas）和酸气（saurgas）②则分别指硫化氢含量少或多的天然气而言。天然气中的主要杂质有氮，二氧化碳，硫化氢和氦。其中含的二氧化碳和氮过多，会降低它的可燃性能，从而降低其热值。氮和二氧化碳还会使天然气燃烧所需的温度提高。

　　天然气的成因还不太清楚，但人们相信也和石油一样，都是史前海洋沉积层中微小动植物的遗体，经细菌分解后而生成的。储油层中天然气的存在形式多种多样：以游离气体分布于储油层的顶部，溶解于水中，或者为液态气。液态气存在的深度超过1800米，而且必须在高温高压条件下。但处此情况，天然气和原油在物理性质上，又不易区别了。

　　天然气也同石油一样，是最重要的矿物燃料和能源。大多数产油区都有天然气。

　　①这里提供的只是一种说法，国际间对此尚无统一的定量区分标准。

　　②对这两个词，中国石油工业界尚无公认的与之完全相应的术语。所以只好按字面直译（有人将sweetgas译为“无硫气”，这是不准确且显然有误的，故不取）。