改革开放以来，中国经济持续高速发展，而能源短缺、环境污染等问题日益突出，优化调整能源结构越来越迫切。在石油、煤炭、天然气三大化石燃料中，天然气燃烧时主要生成二氧化碳和水，几乎不排放硫氧化物和烟尘，且产生相同热量天然气燃烧的二氧化碳排放量仅为煤炭燃烧二氧化碳排放量的56％、石油燃烧二氧化碳排放量的71％。中国天然气资源基本集中在中西部地区，消费市场主要位于东南沿海地区，因此在“西部大开发”政策中，提出了“西气东输”的天然气发展战略。西气东输天然气管道工程开启了中国的天然气时代，促进了能源消费结构优化升级，改善了生态环境，提高了民众的生活质量。
西气东输天然气管道以中国塔里木盆地自产天然气和经由中亚—中国天然气管道进口的中亚天然气为主要气源、以新疆煤制气和陕甘宁气区天然气为补充气源，以中国东南部地区为主要目标消费市场，以干线管道、支干线管道和储气库为主体运输通道，连接沿线用户，形成横贯中国东西、覆盖中国大部分地区的天然气供气系统。工程主要由西气东输一线、二线、三线组成，2004年10月1日西气东输一线投产，后续二线、三线陆续建成投产。截至2020年底，西气东输管道总里程超过1．5万千米，待全部建成后，总里程将超过2万千米，年输气能力约770亿立方米。
西气东输一线是中国自行设计建造的第一条世界级天然气管道工程，是中国西部大开发的标志性工程。主供气源为塔里木天然气，陕甘宁气区为补充气源。路由为：新疆—甘肃—宁夏—陕西—山西—河南—安徽—江苏—浙江—上海。
西气东输二线是中国第一条引进境外天然气的大型管道工程，外连中国—中亚天然气管道，是当今世界最长的跨国天然气管道工程。主供气源为土库曼斯坦、哈萨克斯坦等中亚国家的天然气，国内气源作为备用和补充。路由为：新疆—甘肃—宁夏—陕西—河南—湖北—江西—广东。中国—中亚天然气管道是中亚地区规模最大的输气管道系统，也是中国西部地区天然气资源进口通道的重要支撑。已建成A、B、C三线，始于土库曼斯坦与乌兹别克斯坦边境格达依姆，途经乌兹别克斯坦中部和哈萨克斯坦南部，从新疆霍尔果斯入境中国后，成为“西气东输二线”。管道境内外全长超过10000千米，年输量550亿立方米。正在建设中的D线始于土库曼斯坦复兴气田，途经塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦，止于新疆乌恰，全长1000千米，年输量300亿立方米。
西气东输三线是中国管道行业首次引入社会资本和民营资本参与建设，并在工程中推广应用了国产压缩机组、大口径干线截断球阀，以及机械喷涂液体聚氨酯补口、中频加热辅助热收缩带安装等新技术。主供气源为新增进口中亚土库曼斯坦、乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦三国天然气，补充气源为新疆煤制天然气。路由为：新疆—甘肃—宁夏—陕西—河南—湖北—湖南—江西—福建—广东。
截至2020年底，西气东输一线、二线、三线累计输送天然气超过5500亿立方米，占中国自2004年10月新增天然气消费量的50％，使天然气在中国一次能源消费结构中的比例提高近2个百分点，对优化中国以煤炭为主的能源消费结构发挥了重要作用。与此同时，西气东输管道的建设，有力带动了相关产业升级和区域经济转型发展，成为世界上截至目前惠及人口最多的天然气管道工程。
西气东输管道工程的建设者们成功研发了X70/X80钢级管材、20兆瓦级高速直联变频电驱压缩机组、30兆瓦级燃驱压缩机组、高压大口径全焊接球阀等重大关键装备。相比进口产品，国产设备采购成本下降20％以上，供货周期缩短2个月以上，运行成本节约30％以上。创造了中国管道建设史上的诸多个第一次：第一次采用10兆帕高压输送工艺、全自动焊接、全自动超声波检测等新技术；第一次采用内涂层减阻、干空气干燥等新工艺；第一次在长江和黄河完成长距离、高难度、大口径盾构、顶管及定向钻穿越；第一次在天然气管道工程中推广应用卫星遥感选线技术和先进的自动化控制系统。使中国管道建设技术和科技含量整体达到世界先进水平。