甲烷的密度为0.716克/升(气体，0摄氏度，1个大气压)。甲烷的结构是一个碳和四个氢原子通过sp3杂化而成，是所有碳氢物质中含碳量最小、含氢量最大的碳氢化合物，所以甲烷分子的分子结构是正四面体结构。

在自然状态下，地下或海底都可以找到甲烷，大气中也含有甲烷，称为大气甲烷。在原始大气中，甲烷是主要成分之一。自1750年以来，地球上甲烷的浓度美国大气增加了约150%，导致全球变暖效应，并占全球总寿命辐射和所有温室气体(不包括水蒸气)的20%。在太空中，甲烷也存在于许多恒星的表面和大气中。