瓦斯與空氣混合，在高溫下急劇氧化，並產生衝擊波的現象，是煤礦生產中的嚴重災害。1675年英國莫斯廷（Mostyn）礦發生大規模瓦斯爆炸，其後各主要採煤國傢都曾多次發生重大的瓦斯或瓦斯與煤塵爆炸事故。1942年4月26日日本帝國主義侵佔下的中國本溪煤礦發生瓦斯與煤塵爆炸，當場死亡1527人，傷268人，為世界上最大的煤礦爆炸事故。隨煤礦生產技術的發展和防治瓦斯措施的改進，這類事故已逐漸減少。
爆炸機理 根據鏈反應理論，甲烷（CH4）與空氣的混合物吸收一定熱量後，分解為化學活性較大的遊離基（如-CH3、-H、-OH等），這類遊離基很容易與其餘的O2、CH4結合，產生更多的遊離基，使反應速度迅速上升，最後燃燒或爆炸。其最終反應式為CH4+2O2─→CO2+2H2O。爆炸和燃燒中止或不致發生的條件是：①混合物中甲烷或氧濃度不足；②遊離基與固體表面或微粒碰撞幾率增加，鏈分支斷裂；③混合物中加入足量的易與遊離基起反應的某些元素（如鹵族元素），生成惰性基團或分子。
CH4隻在一定濃度時才爆炸。它的爆炸濃度與氧濃度、點火能量、初壓、混合氣體運動方向、容器大小和其他氣體的存在有關。實驗室測定的爆炸下限為5～6％，上限為14～15％（見圖）。CH4在空氣中的濃度低於爆炸下限時，隻能在高溫熱源附近穩定地燃燒，火焰呈淡藍色，火焰安全燈就是利用CH4這一特性；大於爆炸上限時，必須不斷供給新鮮空氣，才能在接觸界面上燃燒。
CH4和空氣的混合物與高溫熱源接觸後，並不立即燃燒和爆炸，需經很短的引火延遲時間，稱著火感應期，其值決定於CH4和O2的濃度、初壓、點火溫度，由幾毫秒到十幾秒。高溫熱源存在時間小於著火感應期時，CH4不會燃燒或爆炸。
CH4燃點為650～750℃。煤礦井下的明火、吸煙、煤炭自燃、爆破、電火花、電弧、赤熱的金屬表面、甚至撞擊或摩擦火花，都能點燃CH4。中國煤礦瓦斯爆炸的火源主要是電火花和爆破，主要發生地點是采掘工作面。
煤礦瓦斯爆炸產生的瞬間溫度可達1850～2650℃，壓力可達初壓的9倍，爆源附近氣體以每秒幾百米以上的速度向外沖擊，使人員傷亡，巷道和器材設施毀壞。爆炸後氧濃度降低，生成大量CO2和CO，有窒息和中毒危險。
預防措施 主要有：①用礦井通風和控制瓦斯湧出等方法，防止瓦斯濃度超過規定（見礦內空氣）；②控制火源，杜絕非生產需要的火源，如吸煙、火柴、明火照明等。對生產中不可避免的高溫熱源，采用專門措施嚴加控制，如隻準使用特制的礦用安全炸藥和電氣設備，加強井下火區的管理，禁止井下拆開礦燈等；③定期或自動連續檢查工作地點的CH4濃度和通風狀況。