天然氣的主要成分是甲烷(CH4)，甲烷是最短和最輕的烴分子.它也可能會含有一些較重的烴分子，例如乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)，還有一些不定量的含有氣體的硫磺，參見天然氣冷凝物。

有機硫化物和硫化氫(H2S)是常見的雜質(zhì)，在大多數(shù)利用天然氣的情況下都必須預(yù)先除去.含硫雜質(zhì)多的天然氣用英文的專業(yè)術(shù)語形容為“sour(酸的)”。

盡管天然氣是無色無味的，然而在送到最終用戶之前，還要用硫醇來給天然氣添加氣味，以助于泄漏檢測.天然氣不像一氧化碳那樣具有毒性，它本質(zhì)上是對人體無害的.不過如果天然氣處于高濃度的狀態(tài)，并使空氣中的氧氣不足以維持生命的話，還是會致人死亡的，畢竟天然氣不能用于人類呼吸。

作為燃料，天然氣也會因發(fā)生爆炸而造成傷亡.雖然天然氣比空氣輕而容易發(fā)散，但是當天然氣在房屋或帳篷等封閉環(huán)境里聚集的情況下，達到一定的比例時，就會觸發(fā)威力巨大的爆炸。爆炸可能會夷平整座房屋，甚至殃及鄰近的建筑。甲烷在空氣中的爆炸極限下限為5%，上限為15%。