从广义的定义来说，天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、岩石圈以及地壳深部地幔和地核中心全部的天然气体。人们长期以来常说的“天然气”是一种狭义的天然气概念，是指以烃类气体为主的天然气体。也有一些以二氧化碳或氮为主，个别情况以硫化氢为主的天然气体。它们分布在岩石圈、水圈及地球内部。
——天然气绝大多数是由气体化合物组成的混合体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外还有二氧化碳、氮气、硫化氢、氢气、氧气、一氧化碳和稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙等）。在我国，常规的天然气储存形式是普遍存在的，包括气层气、油溶气、凝析气：气层气是指在原始储层条件下天然气以自由气相储集于储层内；油溶气指原始储层条件下天然气以溶解状态存在于储层内的原油中；凝析气指在原始地层条件下天然气以自由相存在，但当地层压力降到露点压力以下时，有反凝析现象产生。