Il gas di sintesi è prodotto a partire dal metano contenuto nel gas naturale. A moderate pressioni di 10-20 bar e temperature elevate (circa 850 °C), il metano reagisce con il vapore d’acqua con un catalizzatore di nichel producendo syngas in base alla formula: CH4+H2O⟶CO+3H2

Questa reazione endotermica è comunemente chiamata SMR (steam methane reforming). Il metano può anche parzialmente ossidarsi con ossigeno molecolare per la produzione di syngas, come mostra la seguente equazione: 2CH4+O2⟶2CO+4H2

Questa reazione è esotermica e il calore generato può essere utilizzato in situ per la reazione SMR. Quando le due reazioni sono combinate, il processo è denominato reforming autotermico. Il rapporto tra CO e H2 può essere regolato in una certa misura con la reazione di water gas shift: CO+H2O⟶CO2+H2

e fornire la giusta stechiometria per la reazione di sintesi del metanolo. Il monossido di carbonio e l’idrogeno, quindi reagiscono in un secondo reattore catalitico, producendo il metanolo. Oggi il catalizzatore più largamente utilizzato è una miscela di rame, ossido di zinco e allumina, impiegata per la prima volta nel 1966 dalle Imperial Chemical Industries. A pressioni di 50-101 bar e temperature di 250 °C, la reazione catalitica produce metanolo con elevata selettività: CO+2H2⟶CH3OH