얼음이나 드라이아이스와 비슷한 형태의 고체이다. 낮은 온도와 높은 압력에서 가스와 물이 결합되어 형성된 고체 에너지로 해저의 고압 저온 상태에서 물분자 간의 수소 결합으로 형성되는 3차원 격자 구조로 형성되어 있으며, 격자 구조 내의 빈 공간에 메테인, 에테인, 프로페인, 이산화탄소 등 작은 가스 분자가 화학 결합이 아닌 물리적으로 결합한 것이다. 따라서 상온·상압 상태에서는 물과 가스로 분리된다. 1㎥ 가스 하이드레이트 안에는 약 170㎥의 가스가 함유되어 있기 때문에 불을 붙이면 불꽃을 내며 탄다고 해서 일명 '불타는 얼음'으로 불리며, 천연 가스 성분이 대부분 메테인 가스이기 때문에 메테인 하이드레이트로도 불린다. 매장량이 많고 공해가 없는 차세대 새로운 에너지원으로 기대되고 있지만 상용화하기 위해서는 여러 가지 기술적인 문제를 해결해야 한다.