甲烷是一種很重要的燃料，是天然氣的主要成分，約占87%。在標準壓力的室溫環境中，甲烷無色、無味；家用天然氣的特殊味道，是為了安全而添加的人工氣味，通常是使用甲硫醇。在一大氣壓力的環境中，甲烷的沸點是−161 °C。空氣中的瓦斯含量只要超過5%～15%就十分易燃。液化的甲烷不會燃燒，除非在高壓的環境中（通常是4～5大氣壓力）。中國國家標準規定，甲烷氣瓶為棕色，白字。

甲烷高溫分解可得炭黑，用作顏料、油墨、油漆以及橡膠的添加劑等；氯仿和CCl4都是重要的溶劑。甲烷在自然界分布很廣，是天然氣、沼氣、坑氣的主要成分之一。它可用作燃料及制造氫、一氧化碳、炭黑、乙炔及甲醛等物質的原料。甲烷用作熱水器、燃氣爐熱值測試標準燃料。生產可燃氣體報警器的標準氣，校正氣。還可用作太陽能電池，非晶硅膜氣相化學沉積的碳源。以及甲烷用作醫藥化工合成的生產原料。

除作燃料外,大量用于合成氨、尿素和炭黑,還可用于生產甲醇、氫、乙炔、乙烯、甲醛、二硫化碳、硝基甲烷和1,4-丁二醇等。甲烷氯化可得一、二及四氯化碳。

甲烷也是一種溫室氣體。GWP的分析顯示，以單位分子數而言，甲烷的溫室效應要比二氧化碳大上25倍。這是因為大氣中已經具有相當多的二氧化碳，以至於許多波段的輻射早已被吸收殆盡了；因此大部分新增的二氧化碳只能在原有吸收波段的邊緣發揮其吸收效應。相反地，一些數量較少的溫室氣體(包括甲烷在內)，所吸收的是那些尚未被有效攔截的波段，所以每多一個分子都會提供新的吸收能力。