将天然气液化后进行船运，是远洋运输天然气的唯一办法。为什么要如此大费周章让天然气漂洋过海呢？这是由于天然气田的位置一般远离城市，而天然气的消费地区则多为人口稠密、周边工业发达的大城市，例如我国上海、深圳等依靠发达船运发展起来的港口城市。天然气采出后，经过地面集输与压缩液化成为液化天然气（LNG），经过LNG船运送到能源消费地区。相比于陆上管道运输的投资，需要建设大量输气管线和输气站，并且需要对输气管线进行巡检维护，故海运具有成本优势。在保障供给方面，LNG接收站配备了储罐，可随着需求量的动态变化有效削峰填谷，维持供气平稳。
LNG海上运输的核心技术之一是“超级冷库”LNG船的制造技术。首要的问题是LNG储存舱的设计和保温。天然气经历一次远洋旅行至少需要20天，在此期间需要－163℃以下的低温让天然气维持液化状态，同时要防止建造船舶材料的金属因长期冷冻发生脆性断裂，导致船只解体。
第一艘实现远洋航运的LNG船是“甲烷先锋”号，1959年1月25日，它运载2200吨LNG从美国路易斯安那州查尔斯湖出发，横跨大西洋运输到英国泰晤士河口的坎维岛接收站。“甲烷先锋”号的储藏室采用在镍钢的外层包裹巴尔沙木作为隔热层，并在最外层覆有绝缘材料。随着造船技术的进步、保温材料性能的提升，LNG运输船也更加大型化，行驶更加平稳，能更好抵抗海上的风浪。目前大型远洋运输船的舱容可达10万立方米以上。
现役的LNG运输船分为自撑式和薄膜式两种。自撑式液舱相对独立，不是构成船体的部分，代表技术为挪威研发的MOSS型运输船，其液舱为隆起的球罐，以及日本研发的SPB型，其液舱为从中一分为二的菱形。薄膜式邻接的船体结构通过绝热层支持的一层薄膜组成，液舱内部由殷瓦钢组成，光亮如镜面。殷瓦厚度仅为0．7毫米，是含36％镍的合金钢，具有比中碳钢更强的耐腐蚀性，在极低温度下依然保持良好的强度，不会因骤冷骤热发生形变。一艘LNG船液舱需要数千片的殷瓦焊接而成，焊缝总长度可达130千米。
全球最大的LNG运输船是由韩国大宇、现代、三星公司建造的Q－Max型船，采用薄膜式液舱，船身长345米，宽45．75米，船型深34．7米，尺寸大于“辽宁号”航空母舰，是名副其实的海上巨无霸。满载后运载量高达26．6万立方米，一船LNG可以满足上海及其邻近的苏州、杭州两市居民1个月的用气量。