甲烷（系統名為“碳烷”，但只在介紹系統命名法時會出現，一般用習慣名“甲烷”）在自然界的分布很廣，甲烷是最簡單的有機物，是天然氣，沼氣，坑氣等的主要成分，俗稱瓦斯。也是含碳量最小（含氫量最大）的烴，也是天然氣、沼氣、油田氣及煤礦坑道氣的主要成分。它可用來作為燃料及制造氫氣、炭黑、一氧化碳、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質的原料。

2018年4月2日，美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員首次直接證明了甲烷導致地球表面溫室效應不斷增加。

甲烷，化學式CH4，是最簡單的烴，由一個碳和四個氫原子通過sp3雜化的方式組成，因此甲烷分子的結構為正四面體結構，四個鍵的鍵長相同鍵角相等。在標準狀態下甲烷是一無色無味氣體。一些有機物在缺氧情況下分解時所產生的沼氣其實就是甲烷。從理論上說，甲烷的鍵線式可以表示為一個點“·”，但實際并沒有看到過有這種用法，可能原因是“·”號同時可以表示電子。所以在中學階段把甲烷視為沒有鍵線式。

甲烷主要是作為燃料，如天然氣和煤氣，廣泛應用于民用和工業中。作為化工原料，可以用來生產乙炔 、氫氣、合成氨、碳黑、硝氯基甲烷、二硫化碳、一氯甲烷、二氯甲烷、四氯化碳和氫氰酸等。