สารประกอบคาร์บอนที่เป็นพื้นฐานที่ใยที่สุดคือ มีเทน มีสถานะเป็นแก๊สที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน (STP) มีสูตรทางเคมีคือ มีเทนที่บริสุทธิ์จะไม่มีกลิ่นแต่เมื่อนำมาใช้ในทางการค้าจะผสมสารที่มีกลิ่นเช่น ซัลเฟอร์ในสารประกอบ ethyl mercaptan ที่ป้องกันการรั่วของก๊าซ เป็นต้น มีเทนเป็นเชื้อเพลิงที่สำคัญและเป็นส่วนประกอบหลักของก๊าซธรรมชาติ เมื่อเผาไหม้มีเทน 1 โมเลกุล จะได้คาร์บอนไดออกไซด์ 1 โมเลกุล และ น้ำ 2 โมเลกุล มีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจกซึ่งให้ความร้อนที่สะสมอยู่ภายใน โดยเฉลี่ยในรอบ 100 ปี มีเทน 1 กิโลกรัมจะให้ความร้อนแก่โลก 23 เท่า ซึ่งเป็นปริมาณที่มากเท่ากับปริมาณความร้อนที่มาจากคาร์บอนไดออกไซด์ ชั้นแมนเทิลของโลกประกอบด้วยมีเทนจำนวนมากและถือเป็นแหล่งสำรองมีเทนหลัก มีเทนจำนวนมากถูกส่งออกมาสู่บรรยากาศทางโคลนภูเขาไฟที่ซึ่งติดต่อกับรอยแตกของชั้นหินที่เกิดจากการเลื่อนระดับของเปลือกโลกหรือเป็นส่วนประกอบของก๊าซชีวภาพซึ่งเกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน มีเทนมีความเสถียรสูงในทางเทอร์โมไดนามิก ที่อุณหภูมิห้องและความดันห้อง มีเทนเป็นแก๊สที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และมีจุดเดือดที่ -162 องศาเซลเซียสที่ความดัน 1 บรรยากาศ และ สามารถติดไฟได้ (สันดาปได้) มีเทนไม่เป็นพิษในภาวะปกติ แต่สาเหตุที่เป็นพิษเพราะว่าเกิดการเผาไหม้ และอาจเป็นส่วนผสมของอาการทำให้เกิดการเผาไหม้และระเบิดได้ มีเทนเป็นตัวออกซิไดซ์ แฮโลเจนที่รุนแรง มีเทนเป็นสารที่ทำให้หายใจหอบขัด เนื่องจากมีเทนไปขัดขวางการหายใจและสามารถแทนที่ออกซิเจนได้ จึงทำให้ความเข้มข้นของก๊าซออกซิเจนต่ำกว่า 18 %