天然气的主要成分甲烷是链最短的和最轻的烃类分子。天然气还含有一些较重的烃类气体，如乙烷、丙烷和丁烷，以及其他含硫的气体，其含量变化较大。
天然气中可能含有氮气、氦气、二氧化碳、微量的硫化氢、水。天然气中的氦也是重要的商业性气体。有些油田的天然气中含有少量的汞。不同气田所产天然气的成分会有不同。
有机硫和硫化氢是常见的污染物，在利用天然气之前，必须将它们从中除去。加工后的能够供给终端用户的天然气是无味的。然而，在天然气输往终端用户之前，常常会加入少量的添味剂做加味处理，以帮助人们检测是否有泄漏发生。就其本身而言，经过加工的夭然气对人体无害，但是天然气是一种简单的窒息性的气体，它一旦取代氧气充斥空间时，就会置人于死地。
天然气也会对生命造成危害，它易燃易爆．，很容易逃逸进入大气层。然而，当天然气的扩散受到限制时，比如在一间密闭的屋子里，天然气含量有可能达到爆炸的浓度量，如果这种情况被忽视，所发生的爆炸足可摧毁建筑物。爆炸的极限值较低，为5％，爆炸的高限值为15％甲烷在空气中然气是人们所关注的，它的爆炸因素是不存在的。