Le génie climatique et thermique représente un axe fort de développement des utilisations domestiques, tertiaires et industrielles du gaz naturel : matériels de chauffage et de cuisson, systèmes de chauffage collectifs, systèmes de climatisation, utilisation du gaz naturel dans les process de production (brûleurs bas NOx, brûleurs infrarouges, pompes à vapeur d'eau),
Il sert également à produire de l'énergie mécanique ou électrique, avec la production d'électricité dans les centrales thermiques à gaz, et la production décentralisée d'électricité et de chauffage en cogénération, via des moteurs ou des turbines à gaz.
Dans l'industrie chimique, le gaz naturel est une matière première servant à la fabrication du méthanol, de l'ammoniac et de l'hydrogène. Il pourrait à l'avenir également être utilisé pour produire de l'éthylène ou de l'essence.
Le gaz naturel est également utilisé pour le traitement des déchets.