天然气主要是由甲烷（CH4）组成的气体混合物。除甲烷外，它可能还包含少量的乙烷、丙烷、丁烷和其他烷烃、烯烃以及一氧化碳、二氧化碳、氮气等气体成分。甲烷是主要的成分，占据了天然气中的大部分比例。
天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体，如油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等。而人们通常所说的“天然气”是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外还有硫化氢、二氧化碳、氮和少量一氧化碳及微量的稀有气体，如氦和氩等。因此，天然气是由多种气体组成的混合物，其中以甲烷为主要成分。
