天然氣水合物(gas hydrate)是氣體分子在高壓及低溫的環境下被呈籠形結構的水分子所包合而形成冰晶狀的固態包合物(clathrate)。自然界中，天然氣水合物在極區的永凍層及海域大陸斜坡與大陸隆堆一帶的海床下面均有相當廣泛的分布。由於天然氣水合物中百分之九十九以上包含的氣體為甲烷，因而常被稱為「甲烷水合物」。
天然氣水合物的蘊藏量極為豐富，其所能提供的有機碳能量是目前全球己知所有石油天然氣等化石燃料總合的兩倍，因而被視為是未來最有潛力的新能源。另外，天然氣水合物中的甲烷是強效的"溫室氣體"，若大量天然氣水合物迅速解離，釋出甲烷氣到空氣中，可能會對全球氣侯造成相當的影響。海底下的天然氣水合物解離亦可能形成地層中的弱帶，引起海底崩塌、滑移而造成地質災害，甚至海嘯，因此許多國家均積極的進行天然氣水合物的調查及研究。
台灣西南海域天然氣水合物賦存區的地球物理、地質與地球化學調查範圍。
為進一步瞭解台灣西南海域天然氣水合物儲存區的天然氣水合物分布與其地球物理與地球化學特性，本所於2004年開始推動為期四年的「臺灣西南海域天然氣水合物賦存區地質調查研究」，並分「地球物理調查」與「海域地質調查與地球化學探勘」兩大計畫來執行。
天然氣水合物的調查、研究與能源潛能評估目前已受到國際越來越多的重視，除了美國、日本、加拿大、俄國、德國等國家在天然氣水合物的調查研究上居領導地位之外，韓國今 (2005)年完成了第一個十年的國家型天然氣水合物研究計畫，而將於明(2006)年度開始另一個十年期的天然氣水合物探勘和開發計畫。中國過去在南海北坡積極從事天然氣水合物的調查研究，並準備2006年在台灣與東沙之間的南海北坡九龍礁展開鑽井採樣研究。印度也在其國家天然氣公司的資助下，規劃於2006年5月租用JOIDES Resolution鑽井研究船，在其海域進行天然氣水合物的大規模鑽探研究。
台灣西南海域存在著海底仿擬反射(BSR)係於1990年代初期開始見諸於一些研究報導(如 Lundberg et al., 1992; 黃衍騮, 1993； 張成華, 1993)，但直到Chi et al. (1998)、劉家瑄等人(1999)與Schnurle et al.(1999,2000)等文章陸續發表，顯示台灣西南海域天然氣水合物可能有廣泛的分佈，這才開始引起大家的注意。
本所於2001年委託工研院能資所執行「台灣週邊海域天然氣水合物先期調查研究計畫」，建議將台灣西南海域列為最優先重點調查區域；並推估該區的天然氣水合物之天然氣總蘊藏量約有千億立方公尺(羅聖宗，2001)。本所接著又分別於 2002年與2003年委託台灣大學海洋研究所執行「台灣西南海域海底仿擬反射(BSR)資料庫暨甲烷(天然氣)水合物網頁建置專案」以及「台灣西南海域天然氣水合物地球物理先期調查」計畫，彙整與重新處理、分析了台灣西南海域的反射震測資料，辨識BSR，並建置台灣西南海域天然氣水合物剖面影像與屬性資料庫(劉家瑄, 2002)。而2003年的海域震測調查結果顯示台灣西南海域調查區域內BSR的分布相當密集，非常值得更進一步的精密調查(劉家瑄, 2003)。
為更進一步瞭解台灣西南海域天然氣水合物儲存區的天然氣水合物分布與其地球物理與地球化學特性，本所於2004年開始推動為期四年的「臺灣西南海域天然氣水合物賦存區地質調查研究」，並分「地球物理調查」與「海域地質調查與地球化學探勘」兩大計畫來執行。