甲烷化是一氧化碳和二氧化碳（COx）通過氫化作用轉化為甲烷（CH4）。一氧化碳的甲烷化反應是由薩巴蒂爾和森德倫斯在1902年首次發現的。二氧化碳甲烷化有許多實際應用。它是一種從工藝氣體中去除碳氧化物的手段，也被討論作為移動燃料電池應用的燃料處理器中PROX的替代品。自20世紀70年代以來，甲烷化作為生產合成天然氣的一種手段一直被考慮。最近，它被考慮作為一種儲存太陽能或風能產生的能量的方式，使用電力轉氣體系統與現有的天然氣儲存相結合。

以下反應分別描述了一氧化碳和二氧化碳的甲烷化過程。CO+3H2?CH4+H2O{displaystyle{ce{CO+3H2->CH4+H2O}}.-206kJ/mol???2+4H2??4+2H2O{displaystyle{ce{CO2+4H2->CH4+2H2O}}.-164kJ/mol甲烷化反應被歸類為放熱反應，并列出了它們的形成能量。對于二氧化碳甲烷化的發生是先聯營吸附一個原子氫并在氫化前形成氧的中間產物，還是在被氫化前解離并形成羰基，目前存在分歧。一氧化碳被認為是通過解離機制進行甲烷化的，其中碳氧鍵在氫化之前被打破，而關聯機制只在高濃度的H2中被觀察到。在不同的金屬催化劑（包括Ni、Ru和Rh）上的甲烷化反應已被廣泛研究，用于從合成氣和其他動力氣生產CH4。鎳是最廣泛使用的催化劑，因為它具有高選擇性和低成本。

合成天然氣的創造甲烷化是創造合成或替代天然氣（SNG）的一個重要步驟。煤炭或木材經過氣化，產生的生產氣體必須經過甲烷化，以產生可用的氣體，只需要經過最后的凈化步驟。xxx個商業合成氣體工廠于1984年開業，是位于北達科他州Beulah的大平原合成燃料工廠。它仍在運行，以煤為碳源，生產價值1500兆瓦的合成天然氣。在它開業后的幾年里，其他商業設施也已開業，使用其他碳源，如木屑。在法國，位于南特的AFULChantrerie于2017年11月啟動了示范裝置MINERVE。這個14Nm3/天的甲烷化裝置是由TopIndustrie進行的，并得到了Leaf的支持。該裝置用于為CNG站供氣，并將甲烷注入天然氣鍋爐中。

在氨生產中，一氧化碳和二氧化碳被認為是最常用的催化劑的毒藥。甲烷化催化劑是在幾個制氫步驟之后加入的，以防止氧化碳在氨合成回路中堆積，因為甲烷對氨合成率沒有類似的不利影響。