天然氣液化是一個低溫冷卻過程。天然氣在液化前必需對原料氣進行凈化處理，即脫除水份、二氧化碳、硫化氫、汞、重烴和苯等，以防止對裝置的損害和在液化過程中堵塞換熱器、管道或閥門。
原料天然氣經凈化處理后，進入換熱器進行低溫冷卻和冷凝，冷卻到一定的溫度（與壓力相關）即變為液體狀態，即液化天然氣（LNG）。