煤层气又称煤矿瓦斯或煤田沼气，是煤系地层中以腐植质为主的有机质在成煤过程中形成，并以吸附和游离状态赋存于生气源岩（煤层、炭质页岩、泥岩等）中的自储式天然可燃气体。
煤层气主要成分为甲烷，是一种热值与天然气相当的清洁能源。1立方米纯煤层气的热值相当于1．13公斤汽油、1．21公斤标准煤，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。作为一种危险气体，当其空气浓度达到5％～16％时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70％～85％，开发利用的市场前景十分广阔。
目前世界上共有74个国家蕴藏着煤层气资源，其中俄罗斯、加拿大、中国和美国煤层气资源之和占全球总量的90％以上，中国仅次于加拿大和俄罗斯，资源储量位居第三。
全球煤层气资源量是常规天然气资源量的50％左右。美国、加拿大、澳大利亚和中国已实现煤层气的商业化开发，正在开展大规模煤层气勘探开发试验且部分试验区初步具备商业开发条件的国家包括印度、英国、波兰等，已经开展小规模煤层气勘探试验或者积极准备参与煤层气开发的国家有智利、巴西、委内瑞拉等。美国境内每年开采500多亿立方米煤层甲烷，约占常规天然气开采总量的8％。
DNV公司在2011年10月完成的一份研究报告中指出，全球大约40％的煤层气资源在中国、澳大利亚、印度和印度尼西亚，预计储量为卡塔尔已探明的天然气资源的3倍左右。这项研究认为，通过第三方验证项目生命周期成本计算可以提高煤层气项目业绩。这类验证涉及技术、安全和商业问题。第三方应该对煤层气开发的上游气井设施，下游气体加工和输出管道的概念评估进行验证；煤层气开发项目的工程设计、管路可靠性和可维护性等方面也需要由第三方进行验证。目前澳大利亚在煤层气的开发方面处于领先地位，亚洲有望加快发展步伐，因此需要采取有效措施降低成本、保护环境。
相比页岩气，煤层气的开采相对容易。从埋深看，煤层气比页岩气浅得多，煤炭埋深一般在2000米左右，而页岩气埋深多在2000～4000米。从压裂难度看，煤层硬度比页岩小，容易压裂。为了鼓励煤层气开发，各国政府纷纷出台煤层气产业发展方面的宏观调控政策，特别是给予卓有成效的财政支持和政策激励，刺激了煤层气开发的快速发展。如美国的《能源政策法》、《能源意外获利法》、《气候变化行动计划》等，英国的《企业投资管理办法》，波兰给予从事石油、天然气以及煤层气勘探的企业十年免税，吸引了大量国内外投资者等。
随着开采规模的加大，煤层气开采传统大国——美国将迎来更多竞争对手。亚洲地区正成为非常规天然气开采的核心区域。不少北美油气公司对于开采亚洲煤层气趋之若鹜。包括日本、印尼、韩国、中国、印度在内的亚洲国家均有很大潜质。中国政府的大力支持更是让北美公司看到了希望，2013年3月，中国国家能源局正式发布《煤层气产业政策》，提出要增加勘探区块投放数量，实行限期开发制度，同时将加大资金投入，进一步完善价格政策。文件同时规划到2015年，建成沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘煤层气产业化基地，再用5到10年时间，新建3到5个产业化基地，将煤层气产业发展成为重要的新兴能源产业。有关数据显示，中国煤层气储量高达36．8万亿立方米，是仅次于俄罗斯和加拿大的全球第三大煤层气储量国。
从全球来看，澳大利亚将取代美国，成为煤层气开采的排头兵。到2020，亚太地区煤层气的产量有望达到980亿立方英尺（约合28亿立方米），其中60％来自澳大利亚。中国和印度的煤层气产量相对较低，日产量分别为1．5亿立方英尺（约合400万立方米）和1000万立方英尺（约合28万立方米）。未来几年，上述各国的煤层气勘探和开采力度将进一步加大，高气价和减排任务都成为促进煤层气开采的有利条件。