甲烷水合物呈固态，由水分子形成的格架包裹甲烷分子而构成。全球已发现的含甲烷水合物的沉积物多产在一些具有特定压力和温度条件的地区，这些地区主要为永久冻土区和外大陆边缘的海底及其之下。由于甲烷水合物以气—水合物的结构形式存在，并广泛地分布于全球，且富合甲烷；所以地球壳层浅都(＜2000m)甲烷水合物中存在的甲烷潜量非常巨大；然而，对其资源量的评价还处于推测之中。根据一些假设估计，甲烷水合物资源远景在巨大的数量级范围内变化，用甲烷水合物的含碳量表示约为2×103～4×106Gt(1Gt＝1015g)。美国学者Keith A. Kvenvolden(1988)研究认为，它最合理的值约为1×104Gt。 据估计，地球壳层浅部甲烷水合物储层中的有机碳总量，远远超过了全球碳循环中很多其它碳储载体的含碳量。例如，大气圈中的含碳量为3.6Gt；大陆生物圈中为830Gt；大陆土壤、岩屑和泥炭中为1960Gt；海洋生物圈中为3Gt；海水溶解物中为980Gt。事实上，甲烷水合物中的含碳总量也可能超过所有化石燃料的含碳总量(5×103Gt)。由于甲烷水合物含有如此之多的甲烷，并存在于地球壳层浅部，所以甲烷水合物无论是作为一种天然气的远景资源，还是作为由于全球变暖向大气中排放甲烷的一种源泉，均具有重要的意义。甲烷水合物作为一种远景资源，在工程和开采方面存在一些困难。甲烷水合物作为全球气候变化的一个因素，可能对全球变化有一定影响，但是这种影响可能很小，至少在未来100年间是这样的。