与同功率的传统燃油汽车相比，天然气汽车尾气中的碳氢排放量可减少90%，一氧化碳可减少约80%，二氧化碳可减少约15%，氮氧化物可下降40%，并且没有含铅物质排出。在节能减排方面，天然气汽车的优势不言而喻。因而，大力推广天然气汽车，对于减少城市大气污染，改善空气质量，美化城市环境，提高居民生活水平作用重大。
　　中投顾问能源行业研究员周修杰指出，目前我国在一些条件许可的地区如四川、广东等地已经在推广使用天然气汽车，一些城市的公交、出租车也改用了天然气作为燃料，取得了一定成效。但是在推广使用天然气作为车用燃料的过程中，也面临着一些困难。首先就是各地普遍存在的气源短缺的问题。由于我国天然气供应量有限，供需缺口大，每到用气高峰时节，天然气汽车就“心慌气短”。
　　其次，天然气加气站数量有限，严重制约了天然气汽车的发展。目前城市里使用天然气作燃料的主要是城市公交和出租车，但是大多数城市现有的加气站数量尚无法满足出租车的加气需求，导致出租车每次加气都要排队等上个把小时甚至更长时间。并且现在大多数城市建设规划都没有给城中建加气站预留土地，即使留有的建设用地，其土地价格也极其昂贵，建设成本高，因而大多加气站只好建到远离城市的郊区，这也给天然气汽车加气带来了不便。天然气加气站数量少，加气极不方便，以天然气为燃料的汽车出了城就无气可加，这严重制约了天然气汽车的发展。
　　再次，随着国家对天然气价格的调整，全国各地的车用天然气掀起了涨价浪潮，这就增加了天然气汽车的用气成本，天然气汽车的竞争力大打折扣。以山东济南车用天然气为例，从2010年7月22日起，车用天然气销售价格由之前的每立方米3.64元上调到每立方米4.22元，增加了0.58元。对于天然气出租车来说，虽然天然气仍比汽油价格便宜，但是天然气的动力效果要差些，再加上夏天开空调，每百公里要多用2立方米天然气，每月的运营成本就要增加600元左右，与燃油相比，几乎没有什么价格优势。周修杰认为，除了具有环保的功效外，在没有价格优势的情况下，天然气汽车显然失去了重要吸引力。
　　最后，汽车生产厂家对天然气汽车的生产积极性也不高。虽然在国家政策层面，天然气汽车是被列为“优先”发展类，但是目前除了天然气公交车外，天然气客车的产量很少。宇通客车是国内客车汽车的龙头企业，其每年2万多辆的销售数据里，公交车有6千辆左右，这个数据已经处于行业首位，而在6千辆的公交车里，天然气客车的数量就更少。而在天然气私家车领域，基本没有专业生产天然气汽车的企业，市场上现有的天然气私家车都是改装而来的。可见，市场需求的低迷，也是天然气汽车发展需要面对的难题。
　　虽然天然气汽车目前的发展遭遇诸多困难，但中投顾问发布的《2010-2015年中国天然气终端销售市场投资分析及前景预测报告》认为，天然气汽车的前景是被一致看好的，例如北京公交集团除了拥有4000多辆天然气汽车外，还将在出租车、物流车领域推广LNG（液化天然气）汽车；深圳也计划将现有的2000辆柴油公交车替换为LNG公交车。在天然气私家车领域，中投顾问研究总监张砚霖表示，由于私家车的出行路线不确定，加气站数量有限、改装需要花费一定成本等原因，在短期内推广使用难度较大；天然气汽车的推广使用，还需要政府从各方面给予重视和支持。