Aussi appelé « gaz qui brûle » ou « glace de méthane », l'hydrate de méthane est formé de méthane piégé dans une cage de molécules d'eau gelées. On les retrouve dans les fonds océaniques, mais aussi en milieu continental, dans le permafrost (sous-sols gelés en permanence, voir glossaire) des régions polaires.
C'est une source potentielle d'énergie fossile, classée parmi les gaz non conventionnels, qui attire de nombreux industriels car le sous-sols en renferme de très grandes quantités (10 000 milliards de tonnes de carbone, soit deux fois les réserves de pétrole, gaz naturel et charbon confondus ). Mais c'est aussi une source de gaz à effet de serre considérable. Le méthane a en effet un pouvoir de réchauffement du climat 25 fois supérieur au CO2 (selon le GIEC) et sa combustion produit également du dioxyde de carbone.
Or, les scientifiques commencent à observer une libération des hydrates de méthanes au niveau de l'Arctique et de l'Antarctique sous l'effet de l'augmentation des températures. Une véritable "bombe à retardement climatique" qui selon les chercheurs ferait avancer de 15 à 35 ans la date à laquelle le réchauffement climatique atteindra 2°C par rapport à l'époque pré-industrielle. En utilisant un modèle similaire au modèle du rapport Stern sur l'économie du changement climatique, utilisé pour évaluer le coût du réchauffement climatique en 2006, les scientifiques ont évalué le coût de la libération de ce méthane par l'Arctique sur l'économie mondiale à 60 000 milliards de dollars, soit approximativement l'équivalent du PIB mondial de 2012.