中国天然气水合物研究主要以相关职能部门组织开展钻探与研究为主，科研院校和石油公司积极参与。
1999年，中国利用“奋斗五号”调查船针对天然气水合物在西沙海槽开展高分辨率多道地震调查，发现了天然气水合物存在的重要标志。2002年，设立了“我国海域天然气水合物资源调查与评价”专项（又称“118专项”），加大了天然气水合物的研究投人，以促进天然气水合物勘探及研究的发展。
2009年启动了“973”项目“南海天然气水合物富集规律与开采基础研究”。2011年，启动了“天然气水合物资源勘查与试采工程”专项（又称“127工程”）。此外，中国科学院、自然科学基金、中国海洋石油公司等设立天然气水合物研究专门项目。
在和相关单位的高度重视和持续投人下，中国天然气水合物勘查及技术进步迅速，为今后天然气水合物勘探及试采奠定了良好的基础。
2007年4－－6月，在神狐海域实施了第1航次天然气水合物钻探（GMGS01），完成钻探站位8个，取心孔5个，其中在SH2、SH3和SH7三个站位取得天然气水合物实物样品。
2013年6－9月，在珠江口盆地东部海域实施了第二航次天然气水合物钻探（CMGS02），钻获高纯度天然气水合物样品，岩心中天然气水合物含矿率平均为45％－55％，其中天然气水合物样品中甲烷含量达到99％；通过实施23口钻探井，控制天然气水合物分布面积55平方千米，折算天然气控制储量1000×108－1500×108立方米。
2015年，在神狐海域开展了第三航次天然气水合物钻探，控制天然气水合物分布面积128平方千米，预测资源量超1500×108立方米，并在琼东南盆地发现“海马”冷泉区，重力活塞取样获得块状天然气水合物样品。
在冻土区天然气水合物研究方面，从2002年开始，中国地质调查局先后设立了“青藏高原多年冻土区天然气水合物地球化学勘查预研究”“青藏铁路沿线天然气水合物遥感识别标志研究”“我国陆域冻土带天然气水合物资源远景调查”和“陆地冻土天然气水合物钻探技术研究”等多个调查研究项目。
2008年11月5日在DK－1孔井深133．5－135．5米处发现天然气水合物实物样品，之后分别在n月7日和11月10日再次发现天然气水合物。
2009年5月31日至10月11日在DK－2和DK－3钻孔中再次钻获天然气水合物，证实了中国冻土区存在天然气水合物。这是中国冻土区发现天然气水合物，同时也是世界中低纬度高山冻土区发现天然气水合物。
此后，在青藏高原和东北漠河等冻土地区钻探天然气水合物钻井20余口，除了祁连山木里地区外，其余地区只观察到与天然气水合物相关的异常现象，但未能获得天然气水合物实物样品。
2011年，中国在祁连山木里地区开展了电磁、太阳能加热与有杆泵法排水降压相结合的方式进行试采天然气水合物，试采101天，产甲烷95立方米。
2004年中国海洋石油公司成立了深水工程重点实验室，将天然气水合物研究作为主要研究方向之一。
2007年以来，开展了“天然气水合物专业调研与开采机理探索”，“天然气水合物模拟开采技术研究”（863）、“深水浅层水合物风险评价探索”（“十一五”科技重大专项）、“天然气水合物开采过程多相渗流与传热特性研究”（973）等研究。
2009年建立具有先进水平的三维可视天然气水合物开采模拟试验系统。中国海洋石油总公司将天然气水合物目标和试开采关键技术”列为“十二五”重大项目，以冻土和潜在深水天然气水合物富集区为研究对象，开展室内开采模拟、试验开采装备研制和工程实施方案设计，进行海上试验开采工程设计和实施技术前期研究，为海上试验开采天然气水合物做前期技术储备。
