天然气加气站是指以压缩天然气（CNG）形式向天然气汽车（NGV）和大型CNG子站车提供燃料的场所。天然气管线中的气体一般先经过前置净化处理，除去气体中的硫分和水分，再由压缩机组将压力由0.1至1.0Mpa压缩到25Mpa，最后通过售气机给车辆加气。

一般根据站区现场或附近是否有管线天然气，可分为常规站、母站和子站。

常规站是建在有天然气管线能过的地方，从天然气管线直接取气，天然气经过脱硫、脱水等工艺，进入压缩机进行压缩，然后进入储气瓶组储存或通过售气机给车辆加气。

母站是建在临天然气管线的地方，从天然气管线直接取气，经过脱硫、脱水等工艺，进入压缩机压缩，然后进入储气瓶组储存或通过售气机给子站。

子站建在加气站周围没有天然气管线的地方，通过子站运转车从母站运来天然气给天然气汽车加气，一般还需配小型压缩机和储气瓶组。为提高运转车的取气率，用压缩机将运转车内的低压气体升压后，转存在储气瓶组内或直接给天然气车加气。