属于氧化反应不属于化合、分解、置换、复分解四种基本反应类型，甲烷和氧气完全反应生成二氧化碳和水，化合价发生变化，电子发生转移，氧气作氧化剂，甲烷是还原剂，此反应是氧化还原反应

甲烷在氧气中完全燃烧生成 CO₂ 和 H₂O，不完全燃烧生成 CO 和 H₂O，方程式如下：

CH₄ + 2 O₂ =点燃= CO₂ + 2 H₂O

2 CH₄ + 3 O₂ =点燃= 2 CO + 4 H₂O

如果甲烷在复杂条件下发生催化氧化，也可以分多步间接生成甲醇、甲醛、甲酸、乙烯等物质。