狹義上講的天然氣，是指天然蘊藏于地層中的烴類和非烴類氣體的混合物。在石油地質學中，通常指油田氣和氣田氣。其組成以烴類為主，并含有非烴氣體。是從能量角度來定義的。

一、排放性

　　天然氣混合均勻性要好于采用液態燃料的汽油發動機，因此燃燒更加完全，排放的微粒物少。CO作為CH4燃燒的中間產物，受發動機空燃比影響較大。當實際空燃比低于理論空燃比時，隨空燃比的下降，CO濃度激劇增加;反之，隨空燃比上升，CO濃度降低。天然氣燃燒時，火焰溫度及傳播速度均小于汽油，辛烷值卻遠大于汽油，所以適當增大點火提前角，延長天然氣燃燒時間，使得燃燒更加完全，CO的排放含量也會降低。從THC的生成機理考慮，CNG燃燒時造成THC排放的激冷作用、積碳吸附等較汽油有所減少，因此CNG燃料在同等條件下可以較好地減少THC排放物的生成。由于在燃燒時缸壁的激冷作用，使得緊靠缸壁的氣體火焰傳播不到，這樣混合氣中CH4就隨廢氣一同排出。但總體來講，天然氣混合均勻，燃燒完全，同時點火提前角的增加，延長了高溫燃燒時間，CH4 能夠更加充分燃燒，THC排放量進一步降低。NO含量的多少由燃燒溫度直接所決定。由于天然氣燃燒溫度及混合器熱值比汽油低，所以NO含量不會太高。但由于增大點火提前角和提高空燃比后，高溫燃燒時間變長以及O2 含量的增多，這使得NO含量增加，故NO排放含量有加劇可能性。試驗表明，CO、THC含量較之汽油機排放顯著下降，但NOX有所上升。所以必須采用高精度電子控制技術優化燃燒技術，匹配天然氣專用三效催化器，方可有效改善壓縮天然氣充氣機排放性能。

二、動力性

　　發動機的輸出功率和扭矩決定了發動機的動力性，而混合氣熱值又決定了發動機的輸出功率和扭矩，由于天然氣混合氣熱值為3394kjm-3，僅為汽油機的88.5%，所以二者都在相同混合氣濃度下工作，壓縮天然氣充氣機動力性下降11.4%。同時，發動機的充氣系數也是衡量發動機輸出功率的重要指標之一。采用氣態CH4作為燃用燃料，當采用缸外預混合方式時，就會占據部分進入氣缸的空氣量，充氣系數比使用液體燃料大約低12%左右，發動機功率有所下降。由于天然氣辛烷值較汽油機大幅度增加，所以發動機很少有爆震現象，發動機水溫、機油壓力保持原有狀態，工作平穩，故天然氣發動機動力性下降不會影響汽車正常行駛。

 

三、經濟性　　

        經濟性主要由燃料本身的價格和將其應用于汽車時所需設備的附加成本所決定。從生產成本上看，天然氣比較經濟。例如目前，上海地區92# 汽油價格為7.0元/L，而壓縮天然氣價格為3.6元/m3，假定一輛汽車年平均行駛35000km，按市區行駛工況8.5L/100km燃油消耗量和8L/100km燃氣消耗量計算，每年需耗汽油約2975L，合人民幣21420元，如改造成壓縮天然氣汽車，年共需耗壓縮天然氣約2800m3，合人民幣10080元，可節約資金11340元，由此可見壓縮天然氣汽車經濟效益十分顯著。再者天然氣發動機燃燒時混合氣混合均勻、燃燒完全、抗暴性能好，發動機積碳較少，可有效降低維護與修理次數，車輛后期維護費用大幅降低。同時，隨著我國汽車工業的不斷發展壯大，裝載天然氣發動機的汽車價格與其汽油發動機的價格不相上下。所以總體而言，采用壓縮天然氣充氣機的經濟性要顯著好于汽油發動機。