煤层气是与煤伴生、共生的气体资源，指储存在煤层中的烃类气体，以甲烷为主要成分，甲烷最高含量可达95％，另外含有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳和水汽。煤层气燃烧后几乎不产生任何废气，是当之无愧的优质清洁能源（1立方米煤层气的热值大约相当于1．13千克汽油、1．21千克标准煤的热值）。
煤层气多吸附在煤基质颗粒表面，部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中，是煤的伴生矿产资源，俗称“瓦斯”，它有毒、易燃、易爆，对煤矿安全生产危害极大，当空气中氧气浓度达到10％，若瓦斯浓度在5％～16％之间，就会发生爆炸。
“瓦斯爆炸”直接威胁着矿工的生命安全。传统煤矿开采过程中，矿工常将矿井中的瓦斯排放到大气中，既污染了环境又浪费了资源。能否打破传统煤炭开采方式，避免瓦斯爆炸，变废为宝呢？答案是肯定的，那就是在煤矿开采之前将煤层中的瓦斯开采出来。
煤层气的开采方式包括地面钻井开采和井下瓦斯抽放，前者是常见的煤层气开采方式。在采煤前，对煤层中的瓦斯进行开采和抽放，可以大大减少风排数量，降低煤矿对通风的要求，从而将煤矿瓦斯爆炸率降低70％～85％，改善矿工的安全生产条件。因此，煤层气的开发利用具有一举多得的功效。
煤层气通常存在于地下煤层的孔隙和裂缝之中，以“吸附”“游离”“溶解”三种状态保存，其中“吸附”是最主要的方式。
地下煤呈块状存在，我们称为“基质块”，每个基质块都具有超大的比表面积，可以对甲烷产生极强的吸附力，将甲烷牢牢地“束缚”在基质块的内表面上，一旦压力、温度发生变化，时机成熟，煤层气就会脱离基质块，打破地下三种状态的平衡，使每一种状态煤层气的比例发生变化。
为开采煤层气，就必须要解除以“吸附”为主的束缚状态。根据吸附机理，在温度保持不变而压力发生变化的情况下，煤层每一个小煤块表面会存在不同量的吸附气体，直到在某一压力点，吸附的气体会达到饱和状态，此刻的压力称为“临界压力”。只要打破这个压力界限，降至临界压力之下，煤层气就会挣脱束缚被解放出来，我们称之为解吸。
生产实践中，发明了“排水降压”工艺，即通过各种抽水方式将煤基质中的束缚水从裂隙中抽取出来，从而实现煤层降压，解脱出的煤层气向煤层裂缝、孔隙扩散，变成自由气和游离气，随着水被不断抽吸采出，压力进一步降低，在压差作用下，煤层气以自由气的形式通过裂缝流向生产井井底，并通过井筒达到地面。排水采气在煤层气领域一般被称为“排采”，借鉴油气领域的机抽排采工艺，主要采用抽油机排采工艺。