外觀通常呈現潔白冰晶，90%包含氣體分子為甲烷，遇火就燃燒。
 
全球能源吃緊，各國積極尋求替代能源，日本近年成功開發新技術，開採埋藏在深海底下的甲烷。據估計，日本列島海底蘊藏豐富的「甲烷冰」，規模多達7萬4千億立方公尺，相當於全日本100年的天然氣消費量。

日本在加拿大西北部北極永凍土層進行實驗，成功地從俗稱「甲烷冰」、可作燃料的甲烷水合物（methane hydrate）中採得工業級數量的天然氣，日本將此種技術運用於本國，將可大幅降低能源成本，但環保人士憂心，燃燒甲烷排放的二氧化碳會加深溫室效應。

天然氣水合物

台灣大學海洋研究所教授劉家瑄與中央地質調查所鐘三雄曾在《科學發展》412期指出，天然氣水合物（gas hydrate），或簡稱為氣水合物，是指在低溫高壓環境下，氣體分子被籠狀結晶架構的水分子所包合而形成的一種冰晶狀固體籠晶。

籠晶主要是指兩種或兩種以上的分子結合而成的晶體，其中主成分分子依緊密或最密堆積方式組成籠狀結晶架構，副成分分子則被包裹在籠狀架構的空隙中。

自然界產出的天然氣水合物，包合的氣體分子可能有甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、氮、二氧化碳、硫化氫等。

劉家瑄指出，由於自然界產出的天然氣水合物中，90％以上所包合的氣體分子主要是甲烷，因此也通稱作「甲烷水合物」。

天然氣水合物外觀通常如純白潔淨、半透明至不透明狀的冰晶，如果有油氣分子混染，則呈現黃褐或紅褐色。常溫常壓下，天然氣水合物快速分解，通常1單位體積的甲烷水合物，可以分解產生150~180單位體積的甲烷和0.8單位體積的水。因此，一旦遇到火源，就可以持續燃燒，形成冰火或水冰火共存的特異現象，因而俗稱「可燃冰」或「甲烷冰」。

天然氣水合物的分布

鐘三雄指出，受限於溫度、壓力、水與氣體組成、需要大量甲烷氣供應源等生成控制因素，天然氣水合物存在的地質環境，多局限在極區永凍層、深水區等有大量沉積物堆積、沉積速率快，而且富含有機物的區域。

深水區的天然氣水合物大多分布在大陸邊緣，水深500至3000公尺海域的大陸斜坡、大陸隆堆等地區。少數如大陸內海、湖泊等深水區，也有天然氣水合物的蘊藏。

除了地球以外，科學家也發現部分行星的外層及其衛星中也含有「甲烷冰」，例如冥王星的表面就含有可觀的「甲烷冰」。據推測，哈雷彗星的頭部也可能含有「甲烷冰」。

最有潛力的替代能源

劉家瑄指出，目前已知的天然氣水合物賦存區，廣泛分布在全球的永凍層、陸緣深水海域、以及少數的深水湖泊或內海等地區。科學家推測全球27％的陸域永凍層及90％的陸緣海域沉積物中，都可能有天然氣水合物存在。

此外，據估計海域天然氣水合物的儲藏量大約是陸域的100倍。全球天然氣水合物的甲烷總量大約有2萬兆立方公尺，其中有機碳的含量約有10兆公噸，大約是目前已知所有的傳統化石燃料能源中有機碳儲量總和的兩倍。

天然氣水合物是一種非傳統的化石能源，甲烷能源密度──也就是每單位體積的能源礦產所產生的甲烷體積──是傳統化石能源，例如天然氣田的2~5倍以上，煤、油田、油頁岩等能源礦產的10倍以上。

和其他的傳統化石能源來比較，甲烷氣是一種比較潔淨的能源，燃燒後不會排放硫氧化合物，而氮氧化合物的排放量也只有燃煤的20~37％或燃油的33~50％，二氧化碳的排放量只有燃煤的57％或燃油的67％。

由於天然氣水合物具有分布廣、儲量大、潔淨等優勢，越來越多的科學家與政府機構把天然氣水合物視為21世紀最有潛力的替代能源。

對環境的衝擊

鐘三雄指出，如果不計入地殼中的分散態有機碳總儲存量，全球天然氣水合物的碳儲量約略大於其他的岩石圈、水圈及大氣圈等碳儲量的總和。因此，天然氣水合物是地殼淺部的重要碳儲存庫。

由於天然氣水合物的賦存深度淺，多分布在陸表以下2000公尺或海床下方1100公尺深的範圍以內，一旦發生海水水面下降或海水溫度升高等地質事件時，受到減壓或升溫的效應，會使得天然氣水合物穩定帶的底部位置向上而變淺。

同時，位在新的穩定帶底部下方原有的天然氣水合物會發生分解，產生的富含氣水的高壓流體會儲聚在新穩定帶底部下方，而形成地層結構弱帶。一旦受到後期的重力或地震作用，可能引發海床崩陷或滑移，並釋出大量的甲烷氣。

甲烷也是一種強效的溫室氣體，每單位質量的甲烷對全球溫室效應的影響，在1百年的期間，大約是同質量二氧化碳的23倍。或者以20年的期間來估算，大約是同質量二氧化碳的62倍。源自於天然氣水合物的甲烷氣，如果進入大氣，會導致大氣中甲烷的組成比率驟增，改變大氣圈原有輻射性質，嚴重影響全球氣候。