Metana adalah salah satu sebatian kimia yang paling penting di Bumi. Ia dipercayai telah ditemui pada tahun 1770-an. Ia adalah contoh sebatian organik ringkas dengan satu atom karbon, yang memulakan siri homolog alkana. Terdapat banyak 'muka' metana yang berbeza. Di satu pihak, ia adalah bahan api fosil yang berharga dan sumber tenaga, dan di sisi lain - ia menyebabkan kesan rumah hijau 28 kali lebih besar daripada karbon dioksida. Metana juga merupakan salah satu punca paling biasa kebakaran lombong dan bencana perlombongan di seluruh dunia. Walaupun struktur kimianya sangat mudah, ia mempunyai pelbagai sifat dan aplikasi.
Metana ialah sebatian termudah dalam siri homolog hidrokarbon alifatik. Formula molekul metana ialah CH 4 . Molekulnya terdiri daripada satu atom karbon dan empat atom hidrogen. Semua ikatan antara atom dalam molekul metana adalah kovalen (ikatan sigma). Mereka telah ditunjukkan secara eksperimen mempunyai panjang dan tenaga yang sama. Sudut antara ikatan adalah sama pada 109°28′. Molekul metana mengambil bentuk tetrahedron biasa. Sehubungan itu, atom karbon menggunakan penghibridan sp 3 .
Metana agak biasa di alam semula jadi, dengan gas asli menjadi sumber utamanya. Mendapan bahan api fosil ini paling kerap ditemui jauh di bawah tanah atau di dasar laut dan lautan, dari mana ia diekstrak. Produk yang diperoleh daripada sumber tersebut selalunya dipanggil gas organik, iaitu gas yang dihasilkan daripada perubahan bahan organik, di bawah suhu dan tekanan tinggi. Metana juga terdapat dalam lembap api yang mengiringi arang batu, serta dalam gas paya yang dibebaskan semasa penguraian sisa tumbuhan. Dalam kes kedua, gas adalah hasil daripada pelbagai proses pereputan bahan organik. Sejumlah besar metana terkumpul di bawah dasar laut lautan dalam bentuk klatrat metana, di mana gas metana terperangkap di dalam sejenis ‘sangkar’ yang dibentuk oleh molekul air. Dalam keadaan makmal, metana diperoleh dalam beberapa cara. Salah satunya ialah sintesis langsung daripada karbon dan hidrogen pada suhu tinggi (500°C). Makmal sering menggunakan tindak balas aluminium karbida dengan air untuk menghasilkan molekul metana, serta aluminium hidroksida. Apabila anda menjalankan tindak balas, anda harus ingat bahawa metana adalah bahan gas, jadi jika anda ingin mengumpul produk yang terhasil, anda mesti menyediakan sistem khas untuk menangkap produk gas. Satu lagi kaedah berasaskan makmal ialah memanaskan campuran natrium asetat dan natrium hidroksida pada suhu tinggi (dekarboksilasi). Sifat fizikal dan kimia metana:
Metana mengalami beberapa tindak balas kimia yang penting. Yang paling penting termasuk tindak balas pembakaran . Dengan bekalan udara tanpa had, pembakaran lengkap metana berlaku. Tindak balas menghasilkan karbon dioksida dan air. Pembakaran jenis ini adalah yang paling selamat dan paling berkesan. Apabila bekalan oksigen terhad, pembakaran metana yang tidak lengkap berlaku. Bergantung pada jumlah oksigen yang dibekalkan, hasil pembakaran tersebut termasuk sama ada karbon monoksida (II) dan air beracun atau karbon dan air. Metana tidak bertindak balas dengan bromin dan asid permanganat. Ini menjelaskan kekurangan perubahan warna air bromin dan larutan kalium permanganat (VII). Walau bagaimanapun, ia bertindak balas dengan klorin dengan mudah. Tindak balas alkana dengan halogen adalah sangat eksotermik. Tindak balas antara metana dan klorin adalah radikal. Yang penting, pengklorinan alkana termudah ini tidak berlaku dalam gelap (ia biasanya dimulakan oleh cahaya). Untuk tindak balas berlaku, keseluruhan sistem perlu dipanaskan pada suhu lebih daripada 250°C. Pengklorinan metana berlaku apabila molekul klorin terurai kepada dua radikal, yang kemudiannya bertindak balas dengan substrat lain dan membawa kepada pembentukan radikal metil dan hidrogen klorida. Tindak balas pengklorinan tidak berhenti pada peringkat monoklorin. Radikal yang terbentuk berinteraksi dengan molekul klorin atau radikal klorin. Molekul yang tidak mengalami pengklorinan selanjutnya ialah karbon tetraklorida di mana semua atom hidrogen digantikan oleh atom klorin. Malah, campuran akhir mengandungi semua derivatif tersebut. 
Salah satu aplikasi utama metana ialah digunakan sebagai sumber tenaga . Tenaga diperoleh dengan membakar bahan api yang mengandungi sebatian ini. Gas asli adalah contoh bahan api tersebut. Kandungan metananya melebihi 90%. Setelah diekstrak, ia hampir terus kepada pengguna swasta dan sektor perindustrian. Pembakaran metana juga digunakan dalam turbin gas untuk menjana elektrik dan haba. Ia juga boleh digunakan untuk memanaskan rumah. Metana digunakan untuk menggerakkan kenderaan bermotor . Sebagai bahan api, ia dipasarkan di bawah nama CNG (gas asli termampat) atau LNG (gas asli cecair). Pembakarannya dalam kereta jauh lebih cekap berbanding diesel atau petrol. Jelas sekali, industri kimia adalah pengguna berat metana. Satu aplikasi kimia ialah penghasilan hidrogen dalam proses yang dipanggil pembaharuan wap. Oleh itu minat yang semakin meningkat dalam hidrogen sebagai bahan api masa depan, memerlukan minat yang semakin meningkat terhadap metana juga. Proses kimia lain yang menggunakan metana termasuk pengeluaran metanol, gas arang batu atau plastik . Metana juga terlibat secara tidak langsung dalam pengeluaran tayar. Jelaga yang dihasilkan oleh pembakaran gas yang tidak lengkap adalah salah satu bahan yang digunakan untuk menguatkan getah yang digunakan untuk membuat tayar kereta. Jelaga yang sama boleh digunakan dalam pengeluaran cat dan dakwat percetakan.
Antara gas dan pelepasan yang mempunyai kesan terbesar terhadap pemanasan global, karbon dioksida diutamakan. Ia adalah sejenis bahan pencemar yang berterusan di atmosfera untuk masa yang sangat lama, sehingga beberapa ribu tahun. Walau bagaimanapun, metana adalah ancaman yang lebih berbahaya kepada iklim. Sebagai bahan pencemar, ia ‘hanya’ wujud selama kira-kira 10 hingga 15 tahun, jauh lebih pendek daripada karbon dioksida, tetapi kesannya terhadap kesan rumah hijau adalah lebih besar. 
Contoh menarik deposit metana yang mungkin berpotensi menjadi sumber berharga bahan tersebut ialah apa yang dipanggil klatrat metana. Memandangkan struktur kimianya, anda mungkin sering mendengarnya dipanggil metana hidrat, hidrometana atau ais metana. Klatrat metana ialah gabungan molekul air dan molekul metana. Air dalam kes ini membentuk struktur seperti sangkar di dalamnya yang metana terperangkap. Tiada ikatan kimia antara mereka. Clathrates dicirikan oleh struktur kristal dan terbentuk di bawah tekanan yang meningkat. Secara fizikal, mereka kelihatan seperti pepejal putih. Ia tidak berbau dan menyerupai Styrofoam apabila disentuh. Klatrat metana yang paling biasa dijumpai yang terdiri daripada 46 molekul air yang mengelilingi dua ‘sangkar’ kecil dan enam bersaiz sederhana. Metana terperangkap di dalam mereka. Klatrat metana masih belum menjadi sumber tenaga yang diterokai sepenuhnya. Ia adalah kerana kemungkinan mengekstrak sejumlah besar metana daripada mereka untuk tujuan penjanaan tenaga, mereka menarik minat yang besar. Bahan suapan yang terhasil boleh menjadi alternatif yang sangat baik kepada sumber hidrokarbon konvensional, walau bagaimanapun, pengetahuan yang tidak mencukupi tentang pengekstrakan metana daripada klatrat menimbulkan risiko besar kepada alam sekitar, yang boleh menjadi akibat daripada pembebasan metana yang tidak terkawal ke atmosfera.
Biometana ditakrifkan sebagai gas yang diperoleh daripada biogas. Biogas pula ialah gas yang diperoleh daripada biojisim. Ia terbentuk melalui transformasi bahan organik, termasuk sisa tumbuhan dan haiwan, tapak pelupusan sampah atau loji rawatan air sisa. Metana biasanya menyumbang kira-kira 55 %daripada biogas. Biogas biasanya digunakan secara langsung, manakala penulenannya kepada biometana tulen hanya dilakukan dalam situasi yang luar biasa. Biometana datang dalam dua keadaan jirim: gas dan cecair. Ia terbentuk semasa penapaian metana sisa biologi. Hampir semua biometana yang diperolehi adalah bertujuan untuk tujuan penjanaan tenaga. Banyak syarikat dan kilang pembuatan menggunakan biogas dan biometana yang terkandung di dalamnya untuk menggerakkan peralatan yang kini sering menggunakan tenaga daripada gas asli. Walaupun ia merupakan sumber tenaga yang boleh diperbaharui, pembakaran biometana menghasilkan pelepasan karbon dioksida yang ketara, iaitu gas rumah hijau.
