Doğal gaz kimya endüstrisi, yakıt kimya endüstrisinin ayrılmaz bir parçası olan doğal gazdan kimyasal ürünler üretme endüstrisidir. Doğal gaz ve petrol, yeraltına gömülü hidrokarbon kaynaklarına ait olduğundan ve bazen simbiyotik mineral yatakları olduğundan ve işleme teknolojileri ve ürünleri birbirleriyle yakından ilişkili olduğundan, doğal gaz kimya endüstrisi de petrokimya endüstrisi olarak sınıflandırılabilir. Doğal gaz kimya endüstrisi genellikle doğal gazın saflaştırılmasını ve ayrılmasını, kimyasal işlemeyi (içinde bulunan metan, etan, propan ve diğer alkanların işlenmesi ve kullanılması) içerir.