Người Trung Hoa đã sử dụng khí thiên nhiên khoảng năm 500 TCN. Họ phát hiện ra một cách để vận chuyển khí thoát ra từ mặt đất bằng các đường ống dẫn bằng tre đến nơi sử dụng để đun sôi nước muối để trích xuất các muối,[3] ở huyện Tự Lưu Tỉnh của Tứ Xuyên.

Vào thế kỷ XVII, khí thiên nhiên đã được sử dụng để sưởi ấm và chiếu sáng ở miền Bắc Ý. Ở Hoa Kỳ, khí thiên nhiên lần đầu đã được phát hiện ở Fredonia, New York, năm 1825[4].

Do khí thiên nhiên ở dạng khí (mật độ thấp) khó vận chuyển bằng các phương tiện thông thường, trong lịch sử khí thiên nhiên đã được sử dụng ở các khu vực gần mỏ khí. Khi ngành công nghiệp dầu khí phát triển vào thế kỷ XIX và thế kỷ XX, khí thiên nhiên được phát hiện cùng dầu mỏ (khí đồng hành) từ các mỏ ngầm thường được xử lý như chất phụ phẩm phế thải và thường được đốt bỏ ngay trên giàn khoan. Ngày nay, khí thiên nhiên được vận chuyển thông qua các mạng lưới đường ống dẫn khí rộng lớn hoặc được hóa lỏng và chở bằng tàu bồn.

Đến năm 2009, 66.000 tỷ m3 (hoặc 8%) đã được sử dụng trong tổng số ước tính 850.000 tỷ m3 trữ lượng khí thiên nhiên có thể thu được còn lại.[5] Dựa trên mức tiêu thụ của thế giới năm 2015 ước tính khoảng 3.400 tỷ m3 khí đốt/năm, tổng số trữ lượng khí có thể khai thác kinh tế ước tính còn lại sẽ kéo dài 250 năm với mức tiêu thụ hiện nay. Sự gia tăng hàng năm trong cách sử dụng từ 2-3% có thể dẫn đến dự trữ hiện thu hồi kéo dài ít hơn đáng kể, chỉ còn khoảng 80 - 100 năm[5].