虽然天然气可以多种形式运输，但管线输送是迄今为止天然气输送最主要的方式。
共有3种类型的管线：采集管线、干线或输送管线以及配气管线。采集管线将每口产气井与气田上的加工处理厂连接起来。绝大多数天然气井因井下有足够的压力而会自然地溢出地表，然后通过采集管线送达天然气加工厂。在低压气井中，可在井口附近安装一台小型压缩机，用来增加出气管处的压力，以达到足以使天然气输送到加工厂的压力水准。在一些情况下，将多口井的出气管线连接在一起进入一条较大的管线内，然后一并输往加工厂。
出气管的长度是变化的，但它们通常仅有几英里长。这种管线的直径相对较小，一般为2～4in。工作压力也是变化的，但一般为几百个磅/平方英寸（psi），有时会达到2000psi。管线的长度，操作压力、直径以及天然气井出气管线的全长都取决于该井的产能、产出的天然气类型，加工厂的处理条件和地理位置，及其他因素。
通过油气田的加工厂，天然气进入输气管线系统，输送至城市，在那里，天然气将会被分配到每个商业用户、工厂和居民用户。到最终用户的配气由公共事业部门完成，这些部门将来自输气管线的天然气保存并通过小型的、有计量装置的管线输送给每个用户。
天然气的输送系统可以覆盖相当大的地理范围，可达数百英里长。输送管线在一个相对高压的条件下运行。设在管线的起始端的压缩机为天然气在管线中的移动提供能量。管线沿途设置的加压站用来保持管线内所需的压力。加压站之间的距离取决于天然气的输送量、管线的直径及其他因素。输送能力可以通过加压站而提高。
输气管线用钢制成，埋藏于地下。每根钢管之间的接口以焊接方式对接，管线外层有包裹层，以防被侵蚀。管线的直径最大可达60in。
将天然气输往大规模的用户群的一套输气系统有多个加压站和处理厂组成，它们的运行是复杂而极具挑战性的。计算机与采用了先进技术的交换系统使得管线操作者们能够在系统中以最小的故障率来更好地为用户提供所需的服务。
美国的天然气输送系统的管线长达30×104mile以上，这并不包括区域性的配气管线（表3.1）。这些管线必须由其周围的仪器遥控，以保证管线内的气流成分和条件数据的精度。绝大多数公司使用管线控制和数据探测系统（SCADA）维护从遥测点获得的数据，包括一些无人看管的站点。20世纪80年代到90年代初，人们对管线系统大量投资，以提高美国东北部西海岸和佛罗里达地区该系统的工作能力。然而，这些管线工业依然在能力、效率和性价比等方面有待提高，因为运输的费用依然在用户们使用天然气的花销中占有很大的比例。
表3.1 1998年世界天然气管线的建设
注：这些项目已于1998年开始实施，并预计在1998年完成。
注：这些项目已经在1998年开始实施，将在1999年或晚些时间完成；资料来自：《油气杂志》（Oil and Gas Journal）。
输送量
输送量需求——对于任何给定的管线或者整个工业来说，这都是可变的。对于天然气的需求量，一般每年增长2%或者3%，但是并不能保证这样的增长会出现在哪条管线上。人们对这种需求进行了预算，并且对未来的需求进行了规划，在修建一条足够大的、可以满足任何需要量的天然气管线与一条能够仅仅满足当前需求的管线之间选取了一个折中的方案。
如果一条管线铺设完成之后，在较长的时期内会有较大量的额外输送量的话，则该管线系统就将受益。如果仅仅铺设了一条直径较小的管线，而用户的需求量超过其输送量时，该系统就必须扩大容量了。这些系统可以用增加更多的泵或者压缩机来扩容，也可以在该管线的全程沿线或者部分线段平行地铺设附加的管线进行增容。平行安装的管线称为复线。
绝大多数管线的设计都考虑到了一些额外的输送能力，所以管线的能力可以通过加压或者增加泵的功率而提高。能够由通过增加功率而提高压力的工作会受控于该系统最大允许操作压力。最大操作压力由一系列适用于该管线尺寸、重量和钢材的成分以及管线所铺设的位置等要求来确定。
管线设计
管线设计的关键因素包括以下几项：
（1）管线的直径：管线的内径越大，所能通过的气流就越多，也就为一些运输中的气体体积变化预留了空间。
（2）管线的长度：每一段管线的长度越大，其管线内的总体压降就越大。
（3）特定的重量与密度：气体的密度是其每个单位体积的函数。
（4）压缩系数：在高压和高温条件下，天然气的压缩系数将会发生改变。设计中的计算必须考虑到在一些常规条件和高压或高温条件下的压缩系数。
（5）温度：温度会直接和间接地影响管线的输送能力。在天然气管线中，运行的温度越低，其运行能力就越强，这是弹性而可变的。
（6） 黏度：黏度是流体影响流动的一种性质，而且是在计算管线尺寸和所需泵功率时的一个重要因素。
有许多公式可以用来计算管线内的天然气气流，这些公式考虑了压力、温度、管线直径与长度、管线内壁的光洁度等因素。各种公式的主要区别在于其适用的范围——对管线的摩擦的处理和最佳适应性。
主推进器
主推进器是一台电动机或者涡轮机，为天然气通过管线提供所需的功率。一般根据其输出功率和效率而选定主推进器。同时，也必须考虑到给主推进器输送动力的能力以及这些能量的价格。主推进器的初始价格应与其他设备的费用进行比较，而且，设备的维护费用也是一个必须考虑的因素。主推进器的类型包括电动机、燃气轮机、柴油发动机和内燃机。电动机与燃气轮机是最常用的。
压缩机或泵站的大小并没有统一的标准，在站内的泵或压缩机的大小也没有统一的标准。一座小型的天然气集气系统的加压站可能仅有一台压缩机；一座大型的主干线输气站可能有多台这种压缩机，其总功率可达30000hp 1hp（英制马力）＝745.69987W（瓦）。甚至更大。一套典型的系统拥有多台压缩机，它们由总功率达百万马力的主推进器驱动。
为了计算驱动一台压缩机所需要的功率数，必须确定将天然气压力从吸入压力增加到输出压力所需的功率，允许在压缩机中损失部分功率。由于天然气是可压缩的流体，所以在计算时必须考虑到更多的因素。
由于电动机的价格往往要低于其他的主推进器，所以在加压站中被大量使用，用电线相连接。电动机还容易自动控制和遥控操作。一般也较少需要进行维修。电动机在易爆炸的环境中是很危险的。所以它们常常被安装在一个密闭的环境中。在选择将电动机作为主推动器时，应考虑到绝缘材料，电动机与安装的配置的特殊要求，以及所需的空气过滤装置。腐蚀性、相对湿度、化学腐蚀或者其他恶劣的环境都需要特别考虑到，应引起警惕。
燃气轮机主推进器被广泛地使用在驱动管线的泵和天然气输送中的离心式压缩机中。涡轮发动机为中等转速，其运行速度为6000～8000r/m。空气动力的涡轮机也可使用，它在较高的转速下运行。液体燃料或天然气可以被用于为涡轮机的天然气输入端提供能量。雾化的燃料与天然气及压缩空气一起混合并在该端点点火。所产生的热量排出推动着涡轮机转动。燃气轮机要比电动机费用高，而且其维修费用亦相对较高。周围的温度也会对涡轮机的能力产生明显的影响，而这一点是必须考虑到的。它们一般对燃料的需求也是有弹性的，可以根据需求使用天然气、柴油或其他气体燃料。
控制与编制进度计划
管线的控制系统应统一设定压力与流量，以及管线沿途工作站的启动与停止的泵和压缩机，并监控这些泵和压缩机以及阀门的工作状态。在大型管线系统中，许多控制指令是由中心控制站发出的。
管线操作人员最重要的功能之一就是编制每项生产输送量的进度计划——在一个指定的时间内管线确保为用户提供输送。管线操作人员还必须对输送的全部气体体积进行精确的计算。当产量不频繁发生变化且用户数量不多时，这种工作就挺简单的。一个复杂的系统，若有大量用户与变化着的天然气产量，其流量与操作条件就需要时常变化。编制进度计划和计算就变得相当复杂了。
管线淸洁器
管线的“清洁器”和管道输送隔离球是用来清洗管线和将一条管线内的不同流体分离开来的。管线清洁器还用于监测那些会引起故障的因素与问题。这些清洁器一般为钢制的，上面有橡胶或塑料的杯状物，起到对管线内部的密封作用，并允许压力将这些清洁器沿管线内壁移动。在清洁器表面可以安装不同类型的刷子和刮削器，以起到清洁作用等。
管线清洁器可以起到以下作用：
（1）除去管线内的蜡和水等；（2）将产品分离开，及减少不同产品类型之间界面的摩擦；（3）在检测、烘干和清洗时控制管线内的流体；（4）保护管线，使之免受凹陷、弯曲或腐蚀的损伤；（5）对管线内部涂层，进行防腐处理。
测量
天然气的计量仪有孔板式、容量式和涡轮式等类型。这些计量仪测量管线内天然气流体的体积。近年来，对天然气热容量的重视已经促进了对流通的天然气流的单元热容量监测技术的出现。除了传统的定期采样或色谱分析方法之外，还实现了对天然气单元热容量的声波测量。
基本条件，如大气压力和温度，在进行测量之前都必须被确定。在天然气合同中，应将这些基本条件除去。计量仪也需要一些数据，如气流的温度与压力，天然气的特殊重力，以及在流动条件下的天然气压缩系数等。
天然气可以通过体积或质量进行测量。质量流测量近年来已经十分普及。质量流测量是计量每小时通过的气流的磅数，而体积测量的是每小时通过的立方英尺数量。这两种测量方法都与流动中流体得到特殊重力有关，对一些流体而言，尤其是天然气，其物理性质不是完全可以预测的，所以质量测量就要比体积测量更为精确。
当管线系统被相互对接时，来自各方的天然气就会在一根管线中混合。对于天然气的热值测量来说，除了它的体积和质量测量之外，这是很有前景的方式。热值的测量允许用户们可以合理地付费，而天然气生产厂家也可获得一个满意的价格。
热值的一个常用单位是Btu——意思是在一个特定的温度将给定质量的水的温度升高1 ℉所需的热量。热值常常进一步被定义为总热值或纯热值。天然气与空气在恒定压力下完全燃烧所放出的Btu数。天然气的温度以及燃烧的产物以60℉计算。由此燃烧反应所形成的所有水被凝析为液体。先确定了总热值，然后减去将由此燃烧反映所产生的水蒸发所需的潜在热量，即为纯热值。
管道和陆路运输，其中管道运输为主，平时生活中能见到的是公路运输，即用专门的运输车辆运输，这类车辆会有悬挂明显的危险标识，属于危险品车。危险品一共分为9类，而天燃气则属于2.1项：易燃气体。
