页岩层中有时可能储存大量的天然气资源。一般页岩储层厚几百米，发育地区常伴生有常规油气资源。一直到现在，开采页岩气的过程中通常都会发现，当油气钻探达到一定深度后，由于岩石渗透率低，该深度及以下的地层不再具有工业价值。在不发育具有工业价值的油气资源的区域，也可能存在页岩气。由于这些地区的勘探程度一直比较低，所以，其中的资源可能远比当前想象的要丰富得多。
天然气通过不同的储存机制（在裂缝孔隙中的游离气或吸附气）储存于页岩中。页岩的性质比较致密，因此开发过程需要采取增产措施（水力压裂）：对于埋藏较浅的储层，通常采用混合有氮气的压裂液体；对于埋藏较深的储层，采用低粘度的压裂液（减阻水）取代其它成本更高的增产措施（Frantz和Jochen，2006）。这类井的完井新方法涉及到水平井钻井技术和一系列分段水力压裂程序的结合运用。美国最近运用这些技术开发Barnett页岩，其中的煤层气资源开采可期，预计当前十年内采收率有望从预期的12%提高到50%。
据估计，全球页岩气储量有450万亿立方米，其中35%在美洲，35%在亚太地区，其余15%在中东地区（Rogner，1997）。目前美国是唯一的煤层气生产大国，2005年的年产量达到了200亿立方米，预计到2010年年产量将升至280亿立方米，占美国国内天然气总产量的将近5%。目前，加拿大不列颠哥伦比亚省的页岩气挖潜正在开展经济分析：早期利用水平井试产获得的单井产量为500万立方英尺/日，到2008年底计划再钻20口井。