Ukapljivanje prirodnog plina slijedi zakone termodinamičkog faznog prijelaza. Kada je temperatura ispod kritične tačke (metan -82,6 stepeni), gasna faza se može transformisati u tečnu fazu povećanjem pritiska ili smanjenjem temperature.
Pod normalnim pritiskom, tečenje zahteva hlađenje do -162 stepena, dok je pri pritisku od 4,5 MPa potrebno samo hlađenje do -84 stepena. Ovaj proces zahtijeva savladavanje kinetičke energije molekula plina, što se postiže tako što kompresor obavlja rad i izmjenjivači topline odvode toplinu, čime se smanjuje unutrašnja energija.
Proizvod koji nastaje nakon ukapljivanja naziva se tečni prirodni gas (LNG), čija je glavna komponenta metan. LNG ima zapreminu 625 puta manju od iste mase prirodnog gasa, što ga čini lakšim za skladištenje i transport. LNG ima tačku paljenja od približno 650 stepeni i granični opseg eksplozivnosti od 4,7%~15%, što njegovu proizvodnju i upotrebu čini relativno bezbednim.