E' un combustibile fossile che si trova nel sottosuolo e si è formato per decomposizione anaerobica (senza aria) di sostanze organiche, ma è prodotto in quantità inferiori anche: dalle paludi, dalle discariche di rifiuti, durante la digestione degli animali e di altri processi. Il principale componente del gas naturale è il metano (CH4); in percentuali inferiori si ha anche: etano, propano e butano.
Il gas naturale è incolore, inodore e pesa circa la metà dell'aria. All'aria il metano brucia con fiamma poco luminosa e fortemente calorifica. Le miscele di aria e metano sono esplosive se innescate da una scintilla.
E' stato scoperto nel 1778 da Alessandro Volta nel gas delle paludi (da qui il nome di gas delle paludi).
Può essere utilizzato per produrre energia elettrica (nelle centrali termoelettriche), per l'autotrazione, per uso domestico (per cucinare, riscaldamento), commerciale o industriale.
Il gas può essere trasformato in carburante liquido (nafta, gasolio) in sostituzione del petrolio.
La combustione di 1 m3 (metro cubo) di gas naturale produce 10,6 KWh (1/160 bep), anche se questo è un valore medio che dipende dalla composizione del gas.
Il problema principale dell'utilizzo del gas è il trasporto. I gasdotti sono economici, ma non permettono di attraversare gli oceani e quando passano in altri Stati, questi ultimi potrebbero interrompere la flusso per motivi politici. Essi sono formati da tubi spessi anche un centimetro e dal diametro di 120 cm rivestiti di iuta e catramati. A distanze variabili sono dislocate le centrali di ricompressione, dette anche "di spinta", che imprimono al gas la spinta necessaria per percorrere molte centinaia di kilometri.
Sono utilizzate anche le navi (metaniere), trasportando il gas liquefatto (1 m3 di gas liquefatto corrisponde a 600 m3 di gas aeriforme), ma hanno costi più alti e problemi di sicurezza.
Dalla rete nazionale si diramano altre tubazioni più piccole, dette “derivazioni”, che portano il gas alle grandi utenze industriali. Il gasdotto arriva anche alla periferia delle città, dove viene “preso in consegna” dalla società che gestisce la distribuzione. Qui il gas subisce i seguenti trattamenti:
Con il prezzo del petrolio che sale, il carbone è diventata una delle più convenienti fonti d'energia; e non c'è nessun cartello (come l'OPEC) che ne regola la produzione.
Nel 2010 il consumo mondiale di gas era di 3 200 km3 (1 km3 = 1 Miliardo di m3), le riserve di gas naturale erano di 191 000 km3 (equivalenti a circa 60 anni a consumi costanti) e quelle di shale gas di 800 000 km3 (equivalenti a circa 250 anni a consumi costanti). Nel 2015 il gas naturale fornisce il 28% del fabbisogno energetico fornito dai combustibili fossili (il 34% il carbone e il 38% il petrolio).
Evidenziamo che il trasporto con navi metaniere che rendono liquido il gas portandolo a basse temperature (-163 °C) riducendo così il volume di 600 volte, è molto pericoloso. E' vero che le navi hanno un doppio scavo, però un'eventuale incidente avrebbe degli effetti catastrofici.
Capita (specialmente in Arabia Saudita) che il gas estratto con il petrolio, non potendo essere venduto con profitto, sia bruciato direttamente sul posto, sviluppando inutilmente gas serra e spreco di energia. Eventuali perdite di gas (metano), rischiano di aggravare l'effetto serra, in quanto il metano ha un effetto serra 23 volte maggiore dell'anidride carbonica.
Oltre al gas naturale, negli ultimi anni si parla anche di: