天然气燃烧的主要产生二氧化碳和水。甲烷在氧气充足的情况下燃烧生成二氧化碳和水,当氧气不充足时生成一氧化碳,二氧化碳和水,一氧化碳和二氧化碳的生成比例不是固定的,要看氧气的多少才能计算出两者的生成比例。 天然气主要成分烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体,如氦和氩等。天然气在送到最终用户之前,为助于泄漏检测,还要用硫醇、四氢噻吩等来给天然气添加气味。
有机硫化物和硫化氢(H₂S)是常见的杂质,在大多数利用天然气的情况下都必须预先除去。含硫杂质多的天然气用英文的专业术语形容为"sour(酸的)"。