Des quantités importantes de gaz se sont accumulées dans des environnements géologiques différents des pièges pétroliers conventionnels. Ce gaz est appelé gaz non conventionnel et se trouve dans les grès « étanches » (c'est-à-dire relativement imperméables), dans les joints et les fractures ou absorbé dans la matrice des schistes, et dans les veines de charbon. De plus, de grandes quantités de gaz sont emprisonnées dans les hydrates de méthane dans les régions polaires et sous-marines froides, et du gaz est également présent dissous ou entraîné dans les eaux chaudes des formations géopressées.
Les sources de gaz non conventionnelles ne le sont que dans le sens où, compte tenu des conditions économiques actuelles et de l’état de la technologie, elles sont plus coûteuses à exploiter et peuvent produire à des rythmes beaucoup plus lents que les gisements de gaz conventionnels. Cependant, à mesure que la technologie évolue ou que les sources conventionnelles deviennent relativement coûteuses, certains gaz non conventionnels deviennent plus faciles et relativement moins chers à produire en quantités qui peuvent pleinement compléter la production de gaz conventionnel. Cela a été le cas du gaz de réservoir étanche, du gaz de schiste et du méthane de houille-.
