CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Wanneer methaan verbrandt in aanwezigheid van zuurstof, ondergaat het een chemische reactie waarbij kooldioxide (CO2) en water (H2O) vrijkomen. Deze reactie is zeer exotherm, wat betekent dat er een aanzienlijke hoeveelheid warmte-energie vrijkomt. De warmte-energie die vrijkomt bij de verbranding van methaan maakt het tot een waardevolle brandstofbron.

De volledige verbranding van methaan vereist een stoichiometrische verhouding van 1 mol methaan tot 2 mol zuurstof. In praktische toepassingen wordt echter vaak overtollige lucht gebruikt om volledige verbranding te garanderen en de vorming van schadelijke verontreinigende stoffen zoals koolmonoxide (CO) en onverbrande koolwaterstoffen (HC) te voorkomen.