נזילות גז טבעי עוקבות אחר חוקי מעבר פאזה תרמודינמיים. כאשר הטמפרטורה היא מתחת לנקודה הקריטית (מתאן -82.6 מעלות), ניתן להפוך את שלב הגז לשלב הנוזלי על ידי הגדלת לחץ או ירידה בטמפרטורה.
בלחץ רגיל, נזילות דורשת קירור עד -162 מעלות, בעוד שבלחץ של 4.5 MPa, היא דורשת קירור רק עד -84 מעלות. תהליך זה מצריך התגברות על האנרגיה הקינטית של מולקולות הגז, אשר מושגת בכך שהמדחס מבצע עבודה ומחלפי חום מסירים חום ובכך מפחיתים את האנרגיה הפנימית.
המוצר שנוצר לאחר ההנזלה נקרא גז טבעי נוזלי (LNG), שהמרכיב העיקרי שלו הוא מתאן. ל-LNG נפח קטן פי 625 מאותה מסה של גז טבעי, מה שמקל על אחסון ושינוע. ל-LNG יש נקודת הבזק של כ-650 מעלות וטווח גבול נפץ של 4.7%~15%, מה שהופך את הייצור והשימוש בו לבטוחים יחסית.