天然气提氦气的主要方法有吸附法、吸收法、膜渗透法和低温冷凝法。
低温冷凝法目前世界各国从天然气中提取氦气广泛采用的方法。首先让含氦气源中的硫化氢、二氧化碳、水分，甚至汞等杂质在进入低温装置前须净化处理。然后将天然气经二次冷凝后制得氦含量为60%左右的粗氦。天然气中较难液化的氢随着氦气的提浓被浓缩在粗氦中，需要在精制前将其除去。冷源一般由常压液氮提供，可制得纯度99.99% 以上的氦气。
吸附法是根据天然气中甲烷、乙烷、氦气、氮气、氧气等各组分在固体吸附剂表面上吸附能力的差异而将其中的氦分离出来。限于吸附剂的吸附容量，吸附法一般适用于杂质含量小于10%的粗氦精制中。近年来发展起来的变压吸附（PSA）即属于此类改进型。
吸收法是用吸收溶剂将沸点比氦气高的天然气中的其余组分洗涤吸收除去而提取氦气。
扩散法利用氦气所具有的高的热扩散性能，用毛细管可将天然气中的氦气浓缩提取出来。
膜渗透法利用氦气、氮气、氩气、甲烷等各种气体对膜具有一定的渗透性能，且各种气体的渗透性能各不相同将天然气中的氦气提取出来。
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