页岩气与深盆气、煤层气一样都属于“持续式”聚集的非常规天然气。

天然气在页岩中的生成、吸附与溶解逃离，具有与煤层气大致相同的机理过程。如图所示，通过生物作用或热成熟作用所产生的天然气首先满足有机质和岩石颗粒表面吸附的需要，此时所形成的页岩气主要以吸附状态赋存于页岩内部。当吸附气量与溶解的逃逸气量达到饱和时，富裕的页岩气解吸进入基质孔隙。随着天然气的大量生成，页岩内压力升高，出现造隙及排出，游离状天然气进入页岩裂缝中并聚积。

页岩岩性多为沥青质或富含有机质的暗色、黑色泥页岩和高碳泥页岩类，岩石组成一般包括30%～50%的粘土矿物、15%～25%的粉砂质（石英颗粒）和4%～30%的有机质。正是由于页岩具有这样的特性，所以页岩中的天然气具有多种存在方式，主要包括了2种形式，即游离态（大量存在于页岩孔隙和裂缝中）和吸附态（大量存在于粘土矿物、有机质、干酪根颗粒及孔隙表面上），其中吸附态存在的天然气占天然气赋存总量的20%以上（BarnettShale）到85%（LewisShale）。