天然气处理的工艺流程可以有许多变化，但基本流程不变，即天然气净化，压缩，冷却，分馏。冷却又分膨胀致冷或冷剂致冷，目前，国内天然气处理装置大多为浅冷装置。通常天然气进入集中处理厂后先经分离器粗分出携带的凝液、水和固体杂质，经压缩机压缩到所需压力，冷却分离后进脱硫塔、脱水塔，使脱水后的气体露点满足低温处理的要求。然后，依次经过贫富气体换热器、丙烷制冷器、板翅式换热器，使原料气温度达到要求温度，最后经分馏塔分馏出合格的天然气，同时产出液化气、轻质油等副产品。
天然气净化处理针对油气田开采的天然气中的组分，通过分析研究，有必要采取技术措施，去除天然气中的酸性气体成分，如二氧化碳、硫化氢、二氧化硫等成分，避免造成更多的腐蚀现象。对天然气中的水分进行处理，采取吸收法或者吸附法将天然气中大量的水蒸汽成分除去，经过加工处理后的天然气达到用户的要求，将尾气进行回收利用。同时，对天然气处理厂的污水进行处理，处理合格后，可以回注到油层，达到水驱的效果。
应用一乙醇胺与天然气中的酸性气体发生化学反应，除去天然气中的二氧化碳和硫化氢的处理技术，就是胺法处理技术的代表。一乙醇胺的物理性质稳定，减少溶液的降解作用，化学反应彻底，对天然气的净化处理效果好。在天然气处理厂得到广泛地应用。利用胺法处理天然气很容易使天然气中的酸气浓度达到管输要求，该工艺技术使用的范围广泛，适应性强，处理后的天然气净化指标达到设计要求。
由于甲醇溶液在低温高压的条件下，对二氧化碳、硫化氢、水蒸汽等具有很高的溶解度，除去效果特别好。低温甲醇洗工艺技术的吸收能力强，气体净化后纯度高，是不错的天然气净化方式，能够将无机硫和有机硫清除干净。在天然气处理过程中，常用的方法大多数采用的是溶剂吸收法进行预处理，然后应用分子筛进行深度净化，满足天然气处理的基本要求。
将天然气通过冷凝回收的方法，对天然气处理凝液进行回收。利用天然气各组分的沸点不同的特点，天然气的温度降低到水露点温度以下，部分冷凝与气液实现分离，得到重烃成分含量高的凝析油液体，经过进一步的处理，得到化工原料，为石油化工所利用。液化天然气是对天然气进行液化处理，将预处理的天然气进行压缩冷凝处理到-162℃以下，天然气即转化为液化天然气。
油气田开采出的天然气一般属于酸性气体，因此，在天然气处理厂对天然气的净化处理，首先的处理工艺技术就是去除其中的酸性气体成分，脱酸处理，保证天然气的净化符合用户的要求。天然气中的硫化物虽然没有腐蚀作用，但是天然气燃烧过程中会产生二氧化硫，可能导致酸雨，对环境造成污染。如果二氧化碳存在的情况下，会促进天然气水化物的形成，导致天然气的破坏，影响到天然气的净化效果。
天然气中如果含有过多的水分，燃烧效果会不佳，会影响到天然气的质量。将天然气中的水蒸汽分离出去，达到净化的效果。应用固体吸收法和溶剂吸附法脱除天然气中的水分，使天然气的含水指标符合用户的需求。
采用甲基二乙醇胺法脱硫，三甘醇法脱水，硫磺回收技术采用的是低温克劳斯冷床吸收技术，硫的回收率比较高，避免天然气处理过程中各种的原料的浪费，大大提高天然气净化的效果，将天然气中的各种成分分离处理。原料气经过过滤处理，分离出凝析油、机械杂质和游离水，应用的设备是重力分离器和过滤分离器，达到依靠密度的差异实现分离的效果。
脱硫装置采用的是吸收法，通过甲基二乙醇胺溶液吸收天然气中的硫化氢，在吸收塔内通过气液的逆流冲刷作用，将天然气中的硫化氢除去。再通过解吸作用，将吸收的硫化氢解吸，再次利用。
天然气的脱水过程是一个物理反应的过程，没有任何化学反应发生，将天然气中的水分吸收到三甘醇溶液中，可以、在常温常压下，蒸发掉水分，继续利用，节约了生产成本，可以再次进行吸水作用，达到天然气脱水的目的。对三甘醇进行干气汽提的方式，可以得到合格的高哦浓度的三甘醇溶液。
