כמויות נכבדות של גז הצטברו בסביבות גיאולוגיות השונות ממלכודות נפט קונבנציונליות. גז זה מכונה גז לא קונבנציונלי ומופיע באבני חול "הדוקות" (כלומר, אטומות יחסית), במפרקים ובשברים או נספג במטריצה של פצלים ובתפרי פחם. בנוסף, כמויות גדולות של גז ננעלות לתוך הידרטים של מתאן באזורי קוטב ותת-ימי קרים, וגז קיים גם מומס או נבלע במי היווצרות גיאוגרפיים חמים.
מקורות גז לא קונבנציונליים הם לא קונבנציונליים רק במובן זה שבהינתן התנאים הכלכליים הנוכחיים ומצבי הטכנולוגיה, הם יקרים יותר לניצול ועשויים לייצר בקצב איטי בהרבה משדות גז קונבנציונליים. עם זאת, כאשר הטכנולוגיה משתנה או כאשר מקורות קונבנציונליים הופכים יקרים יחסית, חלק מהגז הלא קונבנציונלי הופך קל יותר וזול יחסית להפקה בכמויות שיכולות להשלים באופן מלא את הפקת הגז הקונבנציונלית. כך היה במקרה של גז צפוף, גז פצלי גז ומתאן-ממיטת פחם.
