天然气水合物是近20年发现的一种新型海底矿产资源。它是由碳氢气体和水分子结合而成的冰晶状固体化合物。因95％以上的天然气水合物由96.5％的甲烷和3.5％的水在低温高压条件下被冻结成固相，故又称固态甲烷或甲烷水合物。冻结作用使天然气水合物的体积大大缩小，如果充分分解，1m3的天然气水合物可释放出150m3的甲烷气。
天然气水合物一般在温度小于4℃(指深海沉积层的温度)、有机质较丰富、压力较大的沉积物中形成。在温度小于10℃、压力大于10MPa的条件下得以保持其固态，海底以下数百米至1000m的沉积层内的温-压条件能使天然气水合物处于稳定的固体状态。
具有形成天然气水合物的海域大致为4×107km2，约占世界海洋总面积的10％。至1996年在世界海域已发现有57处产地，估计储量为1014～1015m3，是世界天然气探明储量的10多倍，有人预计，天然气水合物将是21世纪人类的新型能源。