甲烷水合物的表达式为CH₄·nH₂O，n称为水合指数，它决定着甲烷水合物的储气量。一般来说，1体积的水合物可以储存150～180体积标准状态的天然气。水合物主要结构为Ⅰ型，Ⅱ型和H型，但实际中水合物的大小笼子，尤其是小笼子基本上不可能完全被气体填满，因此生成的不同气体水合物的水合指数是不同的，由气体填充率所决定。水合物的水合指数，可以通过对水合物密度以及水合物的含气量的测定来得到。对于水合物密度，仍没有一套完整的理论计算方法。直接测定气体水合物密度往往在高压下进行，因此，实验测量也仅对少数气体水合物进行。而测井资料得到的多为含水合物的沉积层的密度，对于纯水合物的密度，文献值普遍缺乏。而常用的水合物含气量的测定方法主要有称重法、间接计算法和实验仪器法。重量法受环境及人为因素影响较大；间接计算法大多采用一些理论模型，计算复杂；实验仪器法较为简单，所得结果比较可靠。水合指数也可借助拉曼光谱、核磁共振、X射线衍射等微观表征测试获得，通过比较大小笼子的峰强度比，计算水合物笼子占有率及其耦合的水合数。