合成氣或合成氣是氫氣和一氧化碳以不同比例混合的混合物。 氣體通常含有一些二氧化碳和甲烷。 它主要用于生產氨或甲醇。 合成氣可燃，可作為燃料使用。 從歷史上看，當汽油供應有限時，它被用作汽油的替代品； 例如，第二次世界大戰期間，歐洲使用木質燃氣為汽車提供動力（僅在德國，就有 50 萬輛汽車被建造或改建為使用木質燃氣）。

合成氣是通過天然氣或液態碳氫化合物的蒸汽重整或部分氧化，或煤氣化產生的。 甲烷的蒸汽重整是吸熱反應，需要 206 kJ/mol 的甲烷：

CH_{4 + H2O → CO + 3 H2</sub >}

原則上，但很少在實踐中，生物質和相關碳氫化合物原料可用于在廢物能源氣化設施中產生沼氣和生物炭。 產生的氣體（主要是甲烷和二氧化碳）有時被稱為合成氣，但其成分與合成氣不同。 已經探索了從廢生物質中產生常規合成氣（主要是 H2 和 CO）。

合成氣的化學成分因原材料和工藝而異。 煤氣化產生的合成氣一般為一氧化碳30～60%、氫氣25～30%、二氧化碳5～15%、甲烷0～5%的混合物。 它還含有較少量的其他氣體。 合成氣的能量密度不到天然氣的一半。

白熾焦和蒸汽之間的xxx個反應是強烈吸熱的，產生一氧化碳 (CO) 和氫氣 H_{2 （舊術語中的水煤氣）。 當焦炭床冷卻到吸熱反應無法再進行的溫度時，蒸汽就會被一股空氣取代。}

然后發生第二個和第三個反應，產生放熱反應——最初形成二氧化碳并提高焦炭床的溫度——隨后是第二個吸熱反應，其中后者轉化為一氧化碳。 整個反應是放熱的，形成發生爐煤氣（舊術語）。 然后可以重新注入蒸汽，然后是空氣等，以進行無休止的一系列循環，直到焦炭最終被消耗掉。 與水煤氣相比，發生爐煤氣的能量值要低得多，這主要是由于被大氣中的氮氣稀釋。 可以用純氧代替空氣來避免稀釋效應，產生熱值高得多的氣體。

為了從該混合物中產生更多的氫氣，加入更多的蒸汽并進行水煤氣變換反應：

CO + H_{2O → CO2 + H2}

可以通過變壓吸附 (PSA)、胺洗滌和膜反應器將氫氣與 CO_{2 分離。 已經研究了多種替代技術，但沒有一種具有商業價值。 一些變化側重于新的化學計量，例如二氧化碳加甲烷或二氧化碳的部分氫化。 其他研究側重于驅動電解、太陽能、微波和電弧等過程的新型能源。}

可再生能源產生的電力還用于通過高溫電解將二氧化碳和水加工成合成氣。 這是在發電過程中保持碳中和的嘗試。 奧迪與名為 Sunfire 的公司合作，于 2014 年 11 月開設了一家試點工廠，以使用該工藝生產電子柴油。

未甲烷化的合成氣通常具有較低的熱值 120 BTU/scf。 未經處理的合成氣可以在混合渦輪機中運行，由于其較低的工作溫度和較長的部件壽命，因此可以提高效率。

合成氣被用作氫源和燃料。 也用于將鐵礦石直接還原成海綿鐵。 化學用途包括生產甲醇，甲醇是乙酸和許多乙酸鹽的前體； 通過費-托工藝和以前的美孚甲醇制汽油工藝生產的液體燃料和潤滑油； 氨，通過 Haber 工藝，將大氣中的氮 (N2) 轉化為用作肥料的氨； 和羰基合成醇通過中間體醛。