甲烷气水包合物（Methane clathrate），也称作甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物或可燃冰，为固体形态的水于晶格（水合物）中包含大量的甲烷。最初人们认为只有在太阳系外围那些低温、常出现冰的区域才可能出现，但后来发现在地球上许多海洋洋底的沉积物底下，甚至地球大陆上也有可燃冰的存在，其蕴藏量也较为丰富。甲烷气水包合物可以取代石油、天然气之次世代能源，因此受到许多期待。甲烷气水包合物存在于低温高压的环境，在海洋浅水生态圈中是常见的成分，他们通常出现在深层的沉淀物结构中，或是在海床处露出。甲烷气水包合物据推测是因地理断层深处的气体迁移，以及沉淀、结晶等作用，于上升的气体流与海洋深处的冷水接触所形成。在高压下，甲烷气水包合物在18°C的温度下仍能维持稳定。一般的甲烷气水化合物组成为1莫耳的甲烷及每5.75莫耳的水，然而这个比例取决于多少的甲烷分子“嵌入”水晶格各种不同的包覆结构中。据观测的密度大约在0.9 g/cm³。一升的甲烷气水包合物固体，在标准状况下，平均包含168 升的甲烷气体。甲烷形成一种结构一型水合物，其每单位晶胞内有六个十二面体（20个端点因此有20个水分子）和两个十四面体（tetrakaidecahedral，24个水分子）的水笼结构。其水合值（hydratation value）20可由MAS NMR来求得。甲烷气水包合物频谱于275 K和3.1 MPa下记录，显示出每个笼形都反映出峰值，且气态的甲烷也有个别的峰值。