甲烷（汉语拼音：Jiawan；英语：Methane），烷烃同系列中最小的成员，分子式CH₄。广泛存在于自然界。主要用作燃料和化工原料。天然气含甲烷60％～98％（体积），与石油伴生的油田气含甲烷31％～90％。煤层中的甲烷在煤矿坑道中聚集，是引起煤矿爆炸的根源；池沼中植物遗体在水下被厌氧细菌分解而产生含甲烷的气体，因此甲烷又称沼气；甲烷还是一些行星（如木星、土星等）的大气的主要成分。1902年P.萨巴蒂埃和J.B.桑代朗用铁、镍、钴等金属催化剂使一氧化碳或二氧化碳和氢反应合成了甲烷，是从碳的氧化物和氢合成一系列烃的开端。

工业上甲烷的主要来源是天然气、油田气、石油裂化气、焦炉气等。中国农村中广泛用牲畜粪便和农产品废料发酵生产沼气并用作燃料。

甲烷为无色无臭的易燃气体；熔点-182℃，沸点-164℃，相对密度0.554,7 (0℃）；在水中的溶解度很小，易溶于乙醇和乙醚。甲烷能生成结晶的水合物，其组成与压力和温度有关，是甲烷分子与水分子以氢键相连的形成的包合物。甲烷在空气中燃烧，生成二氧化碳和水，并放出大量的热。空气中含甲烷5％～15.4％（体积）时，遇火或电火花能猛烈爆炸；空气中甲烷的含量过高，造成氧的含量远低于正常水平（如甲烷含量为43％时，氧的含量仅为12％），使人窒息。甲烷部分燃烧，或在高温和催化剂存在下与水蒸气作用，生成一氧化碳和氢的混合物——合成气，可以作为合成甲醇的原料；合成气继续与水蒸气作用，则生成二氧化碳和较多的氢，用氢氧化钠吸收二氧化碳后得到的氢气可以作为合成氨的原料。甲烷在高温下热解生成乙炔。甲烷在氨存在下部分氧化生成氢氰酸。甲烷在光照或加热下与氯作用，生成一氯甲烷，一氯甲烷继续氯化，生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。控制反应条件，可使某种氯化物为主要产物。甲烷在气相与硝酸作用，生成硝基甲烷。