Utvinning av naturgas börjar med att borra en brunn. Dessa brunnar är specialborrade för naturgas, men eftersom naturgas ofta finns i samma fyndigheter som petroleum, är naturgasutvinning ibland en sidooperation av oljeutvinning, eller pumpas tillbaka in i brunnen för framtida utvinning. I en typisk operation borras brunnen, ett betong- och metallhölje installeras i hålet och en uppsamlingspump installeras ovanför den.
Efter att ha tagits upp från sin underjordiska fyndighet transporteras den råa naturgasen först till en uppsamlingsplats. Här samlar rörledningar från alla intilliggande brunnar rågasen för förbehandling, som tar bort vatten och kondensat. Sedan leds det nästan alltid till en processanläggning. Om detta inte är möjligt pumpas gasen in i en underjordisk lagringsanläggning för framtida rörledningar och användning. Det är för dyrt att kondensera rå naturgas för transport till ett raffinaderi, och detta görs sällan, om någonsin.
Rå naturgas består till största delen av metan, men innehåller även ett stort antal andra kolvätegaser. Det första steget är att avlägsna sura gaser genom amin- eller membranbehandling. Denna syra bearbetas vanligtvis till svavelprodukter. Därefter avlägsnas eventuellt kvarvarande vatten, vilket följs av avlägsnande av kvicksilver genom att gasen filtreras genom aktivt kol. Slutligen tas kväve och naturgasvätskor ut genom lågtemperatur, kryogen destillation. Detta resulterar i den "naturliga" gas som används för matlagning och uppvärmning i hemmen.
