甲烷是碳氢化合物，它和空气中的氧气反应生成水和二氧化碳，相当与氢元素和碳元素分别与氧元素反应，所以，凡是由碳氢元素组成的物质与氧气反应都会生成水和二氧化碳。
甲烷最基本的氧化反应就是燃烧：CH4+2O2→CO2+2H2O。甲烷的含氢量在所有烃中是最高的，达到了25%，因此相同质量的气态烃完全燃烧，甲烷的耗氧量最高。
点燃纯净的甲烷，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，很快就可以看到有水蒸气在烧杯壁上凝结。倒转烧杯，加入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。说明甲烷燃烧生成水和二氧化碳。把甲烷气体收集在高玻璃筒内，直立在桌上，移去玻璃片，迅速把放有燃烧着的蜡烛的燃烧匙伸入筒内，烛火立即熄灭，但瓶口有甲烷在燃烧，发出淡蓝色的火焰。
