השימוש העיקרי בגז טבעי הוא ניצול אנרגטי לטובת יצירת חשמל, קיטור וחימום באמצעות בעירה. ככזה, הגז הטבעי הינו חומר גלם חלופי לדלקים אחרים כגון פחם, אנרגיות מתחדשות, תוצרי נפט וכו’.

לצד שימוש זה ישנו שימוש נוסף והוא עיבוד כימי של המרכיב העיקרי בגז הטבעי – מתאן, בשילוב חומרים נוספים, ליצירת תרכובות אחרות. התהליך הכימי המרכזי בתהליכים אלו הינו תהליך יצירת גז סינתזה (גזיפיקציה) ולאחר מכן תהליך פישר-טרופש אשר ממיר גז סינתזה למוצרים אחרים באמצעות מספר משתנים (לחץ, קטליזטור, טמפרטורה). בין המוצרים שניתן לייצר בתהליך זה נכללים מתנול, אמוניה, אוראה, מימן, די-מתיל אתר, דלקים סינתטיים כגון בנזין וסולר בתהליך GTL (gas to liquid) ועוד. על מנת לייצר את המוצרים בתהליכים אלו בצורה יעילה כלכלית יש צורך בתשתיות נרחבות להפקת אנרגיה והיקפי ריאקציה משמעותיים. סביר להניח שתעשייה מסוג זה לרוב תהיה מוכוונת יצוא.

שימוש שני של גז טבעי שאינו לצורך בעירה הינו המרת גז טבעי למצב צבירה/לחץ שונה, גז טבעי דחוס וגז טבעי נוזלי (CNG, LNG). מדובר בתהליכי המרה פיזיקליים בעיקרם בהם לא כלול שינוי בהרכב של הגז הטבעי, קרי המתאן.

על מנת לאפיין תהליך תעשייתי כתהליך כימי של יצירת חומר חדש מגז טבעי, נדרשת הגדרה מרחיבה מספיק אך כזו שתוציא את שימושי הבעירה וההמרות הפיזיקליות. הגדרה מוצעת:

שינוי כימי של מולקולת מתאן מגז טבעי, לתרכובת או תרכובות שונות, שלא דרך חמצון