Le gaz naturel se trouve généralement de 1 à 2 miles sous la surface de la terre où il est piégé par de grandes formations de roche sédimentaire poreuse. Les gisements de gaz naturel, appelés réservoirs, sont généralement des dômes. façonnés et nécessitent des opérations de forage industriel pour la récolte. Des réservoirs de gaz naturel existent à plusieurs endroits dans le monde, les plus grands gisements connus étant situés au Moyen-Orient, en Europe, en Asie et en Afrique.
Le gaz naturel est un combustible fossile créé à partir des restes d'organismes biologiques ayant vécu il y a des millions d'années. La théorie la plus largement acceptée concernant le processus de formation des combustibles fossiles affirme que le gaz naturel, le pétrole et le charbon se forment par compression de la matière organique qui est soumise à une chaleur et une pression intenses pendant des millions d'années. La pression et la température élevée trouvées profondément sous la surface de la terre brisent les liaisons carbone de la matière organique qui produisent du méthane et d'autres types de combustibles fossiles.
Le gaz naturel peut également être formé par des micro-organismes qui transforment la matière organique en méthane biogénique. Les gisements de méthane biogétique se trouvent généralement beaucoup plus près de la surface de la terre. Le gaz naturel se trouve également dans les décharges contenant des déchets. Les déchets en décomposition trouvés dans les décharges produisent du méthane qui est ensuite récolté.