生物气勘探与常规油气勘探有许多共性，但又有其自身的特点。浅层气受地质构造和地下水流动的控制，了解生物气系统的形成(包括盆地水文地质、储层非均质性、局部性渗透率隔层、生物气形成时间和圈闭发育)对勘探开发非常关键。
    生物气的勘探通常分三步：
    首先，确定活跃气源灶和生物气充注的存在。通过地表化探和地震反射可以确定盆地规模的异常，这在许多盆地已经完成。
    第二，识别天然气聚集过程。结合地下水流动体系、地下水化学分析、甲烷气和溶解无机碳同位素组成和浓度等，全面评价天然气来源。天然气组成分布能为气源灶位置提供重要信息，局部变化可能由沉积隔层和渗透率差异所致，区域变化与流体流动有关，地质和地下水化学相结合，能较好理解生物气资源的区域分布。
    第三，建立合适的评价方法。用测井方法识别岩性组合及气层位置；生物气资源量的确定是至今尚未解决的难题，首先要建立合适的地球化学生气模型，根据生物气和圈闭发育相对时间，对生物气资源量进行初步限定，然后用地质类比法，根据储层特征、区域水文地质和生产曲线，估计排气和运聚系数，最后根据每个储层单元的平均孔隙度和纯储层厚度，通过计算机模拟确定最终资源量。
    生物气通常出现在浅盆地边缘或缓坡边缘，它们赋存在各种非常规储层内，受地质构造和地下水流动的控制。了解生物气分布和生物气成藏过程中流体流动所起的作用是成功勘探的必要条件。根据生物气化学、来源和运移路径，可以有效确定勘探目标的位置。如果地层水为咸水，盆地处于压实水体系，水流方向由盆地中心向边缘进行，生物气以向上倾方向运移为主，勘探目标应在渗透隔层的下倾侧或构造高部位；如果地层为淡水，盆地周围高地有大气水补给，产甲烷菌和其它微生物沿渗透层向盆地方向迁移，生物气勘探目标应在非渗透层的上倾侧或构造高部位。