天然氣的利用大致可以分為兩個方面，壹個是對能源的利用，壹個是對原料的利用。
與煤和石油相比，天然氣是壹種更清潔、更便宜、更好的燃料。相同熱值的天然氣價格比原油低，天然氣燃燒後的汙染物(灰粉、二氧化硫、二氧化氮、壹氧化碳)比煤、油燃燒後的少。從質量上看，民用燃氣的最終熱效率是原油的1.2倍，是煤的1.5倍，是火電的2.8倍。而且天然氣的火焰比煤氣和液化石油氣更穩定，所以天然氣在眾多能源中的地位與日俱增。
作為壹種燃料，天然氣是民用的首選。在發達國家中，英國民用燃氣占燃氣消耗量的57.4%，法國占51.4%，荷蘭占49.2%，美國占40.3%，前蘇聯有84%的家庭使用天然氣作為燃料。在中國，雖然使用天然氣和液化石油氣作為燃料的比例大大增加，但與發達國家相比仍有很大差距。
還有很多工業部門使用天然氣作為燃料，前蘇聯的鋼鐵工業中天然氣作為燃料的比例高達94%。在美國、意大利、加拿大等國家，這壹比例也相當高。
天然氣可用作往復式(活塞)發動機和離心式發動機的燃料。目前，世界上壹半以上的汽輪機使用天然氣作為動力燃料，並有增加的趨勢。天然氣也是混合燃燒柴油機和點燃式內燃機的優質燃料。中國石油系統的工程技術人員已經成功地將各種類型的重型車輛改造成使用柴油和天然氣的車輛。這款車不僅輸出功率沒有下降，更重要的是排出的雜質大大減少。是真正的節能環保型汽車，在全國迅速普及。此外，市場上已經出現了純以天然氣為動力的汽車，包括轎車、公共汽車和重型卡車。
天然氣既可以作為動力，也可以作為發電廠的燃料。在美國，發電消耗的天然氣約占天然氣總消耗量的20%。
此外，利用低溫儲存的液氫和液氧的化學能發電，已成為航空航天工業、海上鉆井平臺和偏遠地區供電的重要技術。這種燃料系統也被稱為移動動力裝置，大部分氫源來自天然氣。
以天然氣為原料的化工稱為天然氣化工，已有100多年的發展歷史，主要表現在以下幾個方面:利用天然氣獲取工業、制藥、化工、精密儀器制造等急需的高純氦氣，而我國目前使用的氦氣90%以上來自天然氣。氫氣是通過天然氣的蒸汽重整(或部分氧化)產生的，作為燃料用於化肥、化工生產、石油煉制、金屬焊接、電子工業、超導技術、食品工業、新能源和燃料電池、航空航天工業等。合成氣(CO+H2)可由天然氣通過蒸汽重整或部分氧化制得，用於生產氨，氨是生產肥料的重要原料。
甲醇是壹種用途廣泛的基本有機化工原料，可用於生產甲醛、農藥、維尼綸、汽油和蛋白質等。世界上由天然氣生產的甲醇可占甲醇總產量的80%左右。在化學工業中，乙炔有“有機合成工業之母”的稱號，它能與許多物質反應，衍生出幾十種有機化合物。在美國、德國等發達國家，由天然氣生產的乙炔可達到乙炔總產量的近100%。
以天然氣為原料，還可制成氯仿、四氯化碳(四氯化碳是制冷劑、聚氨酯泡沫發泡劑、火箭推進劑、滅火劑等化工產品的主要來源。)、硝基甲烷(可用於合成炸藥、農藥、醫藥、活化劑、防腐劑、潤滑劑等精細化工產品。)、二硫化碳(廣泛應用於工業、農業、醫藥、冶金等領域)和乙烯(可衍生自)。
而且富含乙烷和高碳數烴類的天然氣經分離、吸附、吸收可得到乙烷、丙烷和天然汽油。
天然氣中含量最大的是甲烷(分子式為CH4)，是壹種無色無味的氣體，不溶於水，比空氣輕。甲烷的熱值很高。1000立方米天然氣相當於1噸石油或2噸煤，但其重量不到720公斤。甲烷在空氣中占5% ~ 14%時，遇火會爆炸。天然氣的爆炸發生在1/1000 ~ 1/10000秒之間，可產生2000 ~ 3000℃的高溫。
因此，在我國許多城市的居民已經逐漸使用天然氣作為能源的形勢下，我們應該嚴格按照安全規定，嚴防天然氣管道泄漏，防止發生人員中毒爆炸的悲劇。
隨著我國天然氣勘探開發的大發展，人們對環境保護的要求日益提高。天然氣不僅進入了千家萬戶，而且在不久的將來將在民用、工業、農業、國防、科技應用中發揮越來越重要的作用。