Khí thiên nhiên (còn gọi là khí gas, khí ga -từ chữ gaz trong tiếng Pháp), hỗn hợp chất khí cháy được, bao gồm phần lớn là các hydrocarbon (hợp chất hóa học chứa cacbon và hydro). Cùng với than đá, dầu mỏ và các khí khác, khí thiên nhiên là nhiên liệu hóa thạch. Khí thiên nhiên có thể chứa đến 85% mêtan (CH4) và khoảng 10% etan (C2H6), và cũng có chứa số lượng nhỏ hơn prôpan (C3H8), butan (C4H10), pentan (C5H12), và các ankan khác. Khí thiên nhiên, thường tìm thấy cùng với các mỏ dầu ở trong vỏ Trái Đất, được khai thác và tinh lọc thành nhiên liệu cung cấp cho khoảng 25% nguồn cung năng lượng thế giới. Khí thiên nhiên còn được tìm thấy trong các thành tạo ngầm dưới lòng đất hoặc liên kết với các hồ chứa hydrocacbon khác trong các vỉa than và dưới dạng clanrat mêtan.Khí thiên nhiên chứa lượng nhỏ các tạp chất, bao gồm cacbon điôxít (CO2), hyđrô sulfua (H2S)[1], và nitơ (N2). Do các tạp chất này có thể làm giảm nhiệt trị và đặc tính của khí thiên nhiên, chúng thường được tách ra khỏi khí thiên nhiên trong quá trình tinh lọc khí và được sử dụng làm sản phẩm phụ.Khí thiên nhiên từ nhiên liệu hóa thạch là 1 nguồn tài nguyên thiên nhiên không tái tạo được. Khí thiên nhiên thường được gọi đơn giản là "khí", đặc biệt là khi so sánh với các nguồn năng lượng khác như dầu hoặc than đá. Tuy nhiên, nó không được nhầm lẫn với xăng, đặc biệt là ở Bắc Mỹ, nơi thuật ngữ xăng thường được rút ngắn trong việc sử dụng.