Il gas naturale si trova in genere da 1 a 2 miglia al di sotto della superficie della terra dove viene intrappolato da grandi formazioni di roccia sedimentaria porosa. I depositi di gas naturale, noti come serbatoi, sono tipicamente a cupola forma e richiede operazioni di perforazione industriale per la raccolta. I giacimenti di gas naturale esistono in più località in tutto il mondo, con i più grandi giacimenti conosciuti situati in Medio Oriente, Europa, Asia e Africa.
Il gas naturale è un combustibile fossile creato dai resti di organismi biologici vissuti milioni di anni fa. La teoria più accreditata sul processo di formazione dei combustibili fossili afferma che il gas naturale, il petrolio e il carbone si formano attraverso la compressione della materia organica sottoposta a calore e pressione intensi per milioni di anni. La pressione e l'alta temperatura rilevate in profondità sotto la superficie della terra rompono i legami di carbonio della materia organica che produce metano e altri tipi di combustibili fossili.
Il gas naturale può anche essere formato da microrganismi che trasformano la materia organica in metano biogenico. I depositi di metano biogetico si trovano in genere molto più vicini alla superficie della terra. Il gas naturale si trova anche nelle discariche contenenti rifiuti. I materiali di scarto in decomposizione trovati nelle discariche producono metano che viene poi raccolto.