主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣，以及微量的惰性氣體，如氦和氬等。
頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣,主體位于暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中，頁巖氣是主體上以吸附或游離狀態存在于泥巖、高碳泥巖、頁巖及粉砂質巖類夾層中的天然氣，它可以生成于有機成因的各種階段天然氣主體上以游離相態（大約50％）存在于裂縫、孔隙及其它儲集空間，以吸附狀態（大約50％）存在于干酪根、粘土顆粒及孔隙表面，極少量以溶解狀態儲存于干酪根、瀝青質及石油中天然氣也存在于夾層狀的粉砂巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、甚至砂巖地層中為天然氣生成之后，在源巖層內的就近聚集表現為典型的原地成藏模式，與油頁巖、油砂、地瀝青等差別較大。與常規儲層氣藏不同，頁巖既是天然氣生成的源巖，也是聚集和保存天然氣的儲層和蓋層。因此，有機質含量高的黑色頁巖、高碳泥巖等常是最好的頁巖氣發育條件。
頁巖氣發育具有廣泛的地質意義，存在于幾乎所有的盆地中，只是由于埋藏深度、含氣飽和度等差別較大分別具有不同的工業價值。中國傳統意義上的泥頁巖裂隙氣、泥頁巖油氣藏、泥巖裂縫油氣藏、裂縫性油氣藏等大致與此相當，但其中沒有考慮吸附作用機理也不考慮其中天然氣的原生屬性，并在主體上理解為聚集于泥頁巖裂縫中的游離相油氣。因此屬于不完整意義上的頁巖氣。因此，中國的泥頁巖裂縫性油氣藏概念與美國現今的頁巖氣內涵并不完全相同，分別在烴類的物質內容、儲存相態、來源特點及成分組成等方面存在較大差異。
中國主要盆地和地區頁巖氣資源量約為15萬億－30萬億立方米，與美國28．3萬億立方米大致相當，經濟價值巨大。另一方面，生產周期長也是頁巖氣的顯著特點。頁巖氣田開采壽命一般可達30～50年，甚至更長。美國聯邦地質調查局最新數據顯示，美國沃思堡盆地Barnett頁巖氣田開采壽命可達80～100年。開采壽命長，就意味著可開發利用的價值大，這也決定了它的發展潛力。
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