天然氣的主要成分是甲烷氣體(或化合物)和一個碳原子組成的四個氫原子。數百萬年以前,植物和動物的遺體(矽藻)腐朽。這腐朽的動物和植物被稱為有機化合物。隨著時間的推移,改變岩石的泥沙及佈滿了有機材料。壓力和熱改變一些這樣的有機材料加工成煤,油(石油),和天然氣。

海底石油和天然氣是一對“孿生兄弟”，它們多棲身在海洋中的“大陸架”和“大陸坡”底下。

在幾千萬年甚至上億年以前，有的時期氣候比現在溫暖溼潤，在海灣和河口地區，海水中氧氣和Sunny充足，加之江河帶入大量的營養物和有機質，為生物的生長、繁殖提供了豐富的“食糧”，使許多海洋生物(如魚類以及其它浮游生物、軟體動物)迅速大量地繁殖。據計算，全世界海洋海平面以下100米厚的水層中的浮游生物，其遺體一年便可產生600億噸的有機碳，這些有機碳就是生成海底石油和天然氣的“原料”。

但是，僅有這些生物遺體還不能形成石油和天然氣，還需要一定的條件和過程。海洋每年接受1604億噸沉積物，特別是在河口區，每年帶入海洋的泥沙比其他地區更多。這樣，年復一年地把大量生物遺體一層一層掩埋起來。如果這個地區處在不斷下沉之中，堆積的沉積物和掩埋的生物遺體便越來越厚。被埋藏的生物遺體與空氣隔絕，處在缺氧的環境中，再加上厚厚岩層的壓力、溫度的升高和細菌的作用，便開始慢慢分解，經過漫長的地質時期，這些生物遺體就逐漸變成了分散的石油和天然氣。

天然氣作為石油的伴侶，雖然在組成上都是以碳氫化合物為主要成份的，但天然氣的生成條件要比石油更為多樣化。就生成階段來說，石油要達到一定深度才能大量生成，而天然氣從淺到深都能生成;就物質來源來說，生成石油主要以水中浮游的動、植物或稱腐泥型有機質為主，而生成天然氣，除此以外還可以有高等植物或稱腐植型的有機質;就成因來說，有有機成因的，也有無機成因的，這種多樣化的成氣條件為我們提供了更為廣闊的找氣領域。

根據天然氣的形成條件，大致可以分為五種型別:

生物氣－－在尚未固結成岩石的現代沉積淤泥中，有機質在細菌的作用下，可生成以甲烷為主的天然氣，俗稱沼氣。

早期成巖氣－－沉積物中的有機質在其埋藏深度尚未達到生成石油深度以前，一部分腐植型的有機質即可開始生成甲烷氣。

油型氣－－有機質進入生成石油深度以後，除大量地生成石油外，同時也伴隨著生成天然氣。隨著埋藏深度的不斷增加，生成的天然氣也逐漸增加，而生成的石油卻逐漸減少，直到生成的全部都是幹氣，即甲烷氣時，就停止了生油。

煤型氣－－含有煤層的沉積岩層叫做煤系地層，煤型氣就是指煤系地層在時間和溫度的作用下生成的天然氣，其主要成份也是甲烷。從找油來說，煤型氣不是勘探物件，但從尋找可燃氣體為能源來說，煤型氣也不應忽視，因為使用的手段、方法和形成氣藏的地質條件大體都和找油、找油型氣一樣。近年發現的鄂爾多斯大氣田，就可能是屬於煤型氣。

無機成因的天然氣－－由火成岩或地熱所產生的氣體，如二氧化碳、甲烷、硫化氫等。

現在在城市中，天然氣的使用量越來越大，是每家每戶都會使用的燃料之一，天然氣的價格便宜，而且燃燒以後的熱量較高，對於烹飪來說非常好用，而且現在汽車也有天然氣為燃料的發動機，比普通燃油價格便宜了許多，給運營者降低了不少的成本問題，那麼天然氣是怎麼形成的?

1、生物原因形成，地表以下的成岩作用時，淺層沉積了許多有機質，經過微生物群的發酵和合成作用，就形成了生物原因的天然氣，這種天然氣埋藏的深度比較淺，而且時代比較新，演化的程度也比較低。

2、有機原因天然氣，有機原因生成的氣體有油型氣和煤型氣，主要是透過沉積中的有機物質，在熱降解的過程中形成。

3、無機原因天然氣，地球上的元素透過像太陽那樣的核聚變，碳元素由於發生較輕的元素核聚變的時候，和原本大氣中有的氫元素髮生反應，形成無機原因天然氣。

天然氣要經歷很長的時間才能形成，天然氣也是一種再生能力較弱的資源，形成的過程中對環境的因素要求很重要，所以天然氣的形成是需要一定的氣候和環境條件的。