天然气是一种广泛使用的清洁能源，主要由甲烷（CH4）组成。甲烷通常占天然气总量的70%到90%，其余部分则包括少量的乙烷、丙烷、丁烷等烷烃类气体，以及二氧化碳、氮气、氧气和硫化氢等非烃类气体。此外，根据来源的不同，天然气中还可能含有微量的氦和氩等稀有气体。

甲烷是最简单的碳氢化合物，它无色无味，在标准温度和压力下为气态。作为一种高效的燃料，甲烷燃烧时产生的二氧化碳排放量比煤炭少约50%，这使得天然气成为减少温室气体排放的重要工具之一。然而，甲烷本身也是一种强效的温室气体，其全球变暖潜能值是二氧化碳的25倍以上。因此，在开采、运输和使用过程中减少甲烷泄漏至关重要。

除了作为能源使用外，天然气还是重要的化工原料，可用于生产氨、尿素、甲醇等多种化学品。通过蒸汽重整或部分氧化过程，天然气可以转化为合成气（一氧化碳和氢气的混合物），进而用于制造各种化学品和液体燃料。

天然气资源分布广泛，主要集中在中东、俄罗斯、美国等地。随着技术进步和环保意识增强，天然气在全球能源结构中的地位日益重要，被视为向更清洁低碳能源体系过渡的关键过渡性燃料。