Nghiên cứu và thăm dò địa chất được thực hiện ở biển Caspi với sự giúp đỡ của Hoa Kỳ vào năm 2000, cho thấy sự hiện diện của 11.000.000.000 tấn dầu và 5.500.000.000.000 mét khối (1,9×1014 ft khối) khí đốt trên bờ biển của đất nước Turkmenistan.[6] Trong lịch sử, Turkmenistan là nước xuất khẩu nhiều khí đốt tự nhiên, xuất khẩu gần 80% nguyên liệu thô được sản xuất.[7] Tuy nhiên, kể từ những năm 2010, Turkmenistan ngày càng phải đối mặt với một thời kỳ khó khăn trong việc tăng cường xuất khẩu khí đốt tự nhiên.[8] Để đối phó, chính phủ có kế hoạch lọc khí tự nhiên để tạo ra các hóa chất như metanol, cao su tổng hợp, và vật liệu làm nước sơn. Vào tháng 10 năm 2018, chính phủ đã mở một cơ sở hóa chất ở Vùng Balkan của Turkmenistan nhằm tạo ra polyethylene và polypropylene, theo hợp đồng với LG International, Toyo Engineering và Hyundai Engineering. Cơ sở này tiêu tốn 3,4 tỷ đô la Mỹ kinh phí xây dựng và có khả năng chuyển đổi 5.000.000.000 mét khối (1,8×1011 ft khối) khí đốt tự nhiên thành 81.000 tấn polypropylene cũng như 386.000 tấn polyethylene mỗi năm.[3]

Chính phủ cũng đã tạo ra một cơ sở chuyển đổi khí đốt tự nhiên thành xăng ở Vùng Ahal của Turkmenistan. Nó được hình thành lần đầu tiên vào năm 2013 theo một hợp đồng với Türkmengaz, Rönesans Türkmen và Kawasaki Heavy Industries. Chi phí xây dựng là 1,7 tỷ đô la Mỹ và được mở cửa vào năm 2019. Nhà máy có khả năng chuyển đổi 1.785.000.000 mét khối (6,30×1010 ft khối) khí tự nhiên thành 600.000 tấn xăng A-92 mỗi năm.[3]

Ngoài xăng ra, chính phủ đã tìm cách chuyển đổi khí tự nhiên sang dầu lỏng. Một cơ sở mới đã được Bộ Dầu khí Turkmenistan công bố vào tháng 4 năm 2016, được thành lập bởi một hợp đồng với LG International Corp của Hàn Quốc, Hyundai Engineering Co và Itochu Corporation của Nhật Bản. Dự kiến, nó sẽ chuyển đổi 3.700.000.000 mét khối (1,3×1011 ft khối) thành 1,1 triệu tấn dầu diesel và hơn 400.000 tấn naphtha mỗi năm. Nước này có kế hoạch xây dựng thêm khí đốt cho các nhà máy sản xuất chất lỏng trong những năm tới.[3]

Trong nhiều thập kỷ, Turkmenistan tranh chấp với Azerbaijan quyền sở hữu một khối dầu khí lớn nằm bên trong vùng đặc quyền kinh tế của cả hai nước ở biển Caspi. Năm 2021, hai nước đã ký biên bản ghi nhớ tại Ashgabat nhằm tiến hành các hoạt động thăm dò và phát triển thực địa chung.[9] Sau cuộc xâm lược Ukraine năm 2022 của Nga và tranh chấp khí đốt sau đó, Turkmenistan được coi là nhà cung cấp thay thế cho châu Âu.[10]

Vào tháng 7 năm 2022, Turkmenistan bắt đầu khai thác khí đốt từ một nhà máy khí đốt mới ở Vùng Mary.[11]