天然气无色、无味、无毒且无腐蚀性，主要成分为甲烷，也包括一定量的乙烷、丙烷和重质碳氢化合物。还有少量的氮气、氧气、二氧化碳和硫化物。另外，在天然气管线中发现水分。

       与其他的化石燃料相比，天然气燃烧时仅排放少量的二氧化碳粉尘和极微量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物，因此，天然气是一种清洁的能源。

      在公元前6000年到公元前2000年间，伊朗首先发现了从地表渗出的天然气。许多早期的作家都曾描述过中东有原油从地表渗出的现场，特别是在今日阿塞拜疆的巴库地区。渗出的天然气刚开始可能用作照明，崇拜火的古代波斯人因而有了“永不熄灭的火炬”。中国利用天然气是在约公元前900年。中国在公元前211年钻了第一个天然气气井，据有关资料记载深度为150米（500英尺）。在今日重庆的西部，人们通过用竹竿不断的撞击来找到天然气。天然气用作燃料来干燥岩盐，后来钻井深度达到1000米，至1900年已有超过1100口钻井。

      直至1659年在英国发现了天然气，欧洲人对它有所了解，然而它并没有得到广泛运用。从1790年开始，煤气成为欧洲街道和房屋照明的主要燃料。在北美，石油产品的第一次商业应用是1821年纽约弗洛德尼亚地区对天然气的应用。他们通过一根小口径导管将天然气输送至用户，用于照明和烹调。

      天然气主要可用于发电，以天然气为燃料的燃气轮机电厂的废物排放水平大大低于燃煤与燃油电厂，而且发电效率高，建设成本低，建设速度快；另外，燃气轮机启停速度快，调峰能力强，耗水量少，占地省。

      天然气也可用作化工燃料。以天然气为原料的一次加工产品主要有合成氨、甲醇、炭黑等近20个品钟，经二次或者三次加工后的重要化工产品则包括甲醛、醋酸、碳酸二甲酯等50个品种以上。以天然气为原料的化工生产装置投资省、耗能低、占地少、人员少、环保性好、运营成本低。

      天然气广泛运用民用及商业燃气灶具、热水器、采暖及制冷，也用于造纸、冶金、采石、陶瓷、玻璃等行业，还可用于废料焚烧及干燥脱水处理。

      天然气汽车的一氧化碳、氮氧化物与碳氢化合物排放水平都大大低于汽油、柴油发动机汽车，不积碳，不磨损，运营费用很低，是一种环保型汽车。

     由于还没有合适的方法长距离输送大量天然气，天然气在整个十九世纪只应用于局部地区。工业发展中的应用能源主要还是煤和石油。1860年，燃气输送技术发生了重大的突破，发明了防漏管线连接技术。然而，材料和施工技术依然较复杂，以至于在离气源地160公里的地方，天然气仍无法得以利用。因而，当生产城市煤气时，伴生气通常烧掉（即在井口燃烧掉），非伴生气则留在地下。

     由于管线技术的进一步发展，十九世纪二十年代长距离天然气输送成为可能。1927年至1931年，美国建设了十几条大型燃气输送系统。每一个系统都配备了直径约为51厘米的管道，并且距离超过320公里。在二战之后，建造了许多输送距离更远、更长的管线。管道直径设置可达到142厘米。十九世纪七十年代初，最长的一条天然气输送管线在前苏联诞生，例如，将位于北极圈的西西伯利亚气田的天然气输送到东欧的管线，全长5470公里，途经乌拉尔山和700条大小河流。结果，世界最大的Urengoy气田的天然气输送到东欧，然后再送到欧洲消费。另外一条管线是从阿尔及利亚到西西里岛，虽然距离较短，但施工难度也很大，该管线管径为51厘米，沿途要穿越地中海，所经过的海域有时深度超过600米。