天然氣轉化方法是把天然氣原料轉化成合成氨之原料氣或其他化合物之原料的方法。從製取合成氨之原料氣的轉化方法看，主要是蒸汽轉化法。過去是先將天然氣和空氣在蓄熱爐內充分燃燒，使耐火磚層溫度高達1350℃左右，然後停止加入空氣而通入水蒸汽和天然氣的混合物，利用爐內高溫使天然氣(主要是甲烷)轉化成一氧化碳和氫氣，再用蒸汽把一氧化碳轉化成二氧化碳和氫氣。由於該法反應溫度高、熱利用率低、設備複雜、原料消耗大，已很少採用。現在採用單系列大型蒸汽轉化爐並採用催化劑降低轉化爐溫度(700～870℃)。常用的催化劑是以耐火土為載體的鎳催化劑(含有鋁、鎂、鉻等氧化物作為促進劑)。有單段蒸汽轉化法和兩段蒸汽轉化法之分，而後者又分為常壓法(3～3.5大氣壓以下)和加壓法(7大氣壓以上)。
目前套用較廣的是常壓兩段蒸汽轉化法，雖有氫氣產量多、不需要制氧設備等優點，但也有天然氣耗量多、反應溫度低、速度慢、催化劑易中毒以及脫硫要求高等缺點。因此，加壓兩段蒸汽轉化法受到重視，主要是提高壓力，降低溫度，降低水碳比。利用釕催化劑使天然氣與蒸汽、氮氣混合直接合成氨的轉化方法以及把天然氣生產甲醇、烯烴、氫氰酸、二硫化碳等產品的轉化方法也正在開發中。
