天然气作为燃料或原料在燃气、化工、火力发电等领域应用广泛，但它和自来水、电一样，存在使用高峰期和低谷期。
除了常规生产生活，天然气还可用于取暖，这使得冬季天然气使用量甚至能达到夏季的几倍；而一天中，白天做饭、工厂生产等用气量通常比夜晚要高。如果天然气使用高峰与低谷偏差过大，会对天然气储存和运输带来困难。以京津冀地区为例，天然气消费主要以工业燃料、采暖、发电为主，其中冬季采暖和发电天然气消费占比接近70％。因此，12月的用气量可以达到7月用气量的2．5倍。因此采用价格机制鼓励部分生产晚间进行、增加夏季用气客户等手段进行天然气调峰就显得至关重要了。
天然气调峰最直接的手段是在用气低峰期将气存起来，在用气高峰期再送入供气管线。气体储存的措施包括建设液化天然气储罐、地下储气库或高压储气管道。目前，国内已在启东、宁波、天津等重要城市建立几十座天然气接收站，解决了以上城市天然气稳定供应的问题。此外，截至2021年初，中国已建设地下储气库27座，其中中国石油建设了23座。地下储气库主要利用枯竭的油气田、盐穴等地下空旷或多孔结构进行储气，具有容积大、建设成本低、不受气候影响、安全可靠的优势。
另一种我国特有的天然气调峰方式为煤制气，即通过煤与水结合生产天然气。这是因为我国煤炭储量丰富且天然气产能有限，同时煤炭燃烧污染较大。而煤制气一方面减少污染，另一方面产物方便输送。2014年，国内签订合同的煤制气装置产能共780亿米3/年，但鉴于当时技术成熟度和水资源与
煤炭资源分布冲突问题，实际投产的总产能仅50亿米3/年，考虑到国际天然气价格波动和能源危机，目前仍有5家规划企业、9家储备企业可随时投产。同时，为了保障这类企业收益，夏季用气低峰期转入生产甲醇等化工产品，实现了天然气调峰。
天然气调峰最直接最有效的方式是引入价格机制，通过调整价格，鼓励天然气消耗量较大的生产用户，如合成氨、甲醇等企业，避开用气高峰，将生产过程调整至夜间或夏季进行，从而实现天然气平稳供应。中国石油是国内最大的天然气供应商，冬季用气高峰时段，通过企业自产和外部采购保障国内60％以上的天然气供应；夏季用气低谷时段，利用已建成的10套合成氨装置积极消化天然气，圆满完成调峰任务。