Doğal gaz depolama tesisleri, enerji talebinin dalgalanmasını dengelemek ve güvenli bir enerji arzı sağlamak amacıyla kritik bir rol oynamaktadır. Bu tesisler, doğal gazın yüksek basınç altında veya sıvı formda depolanmasını mümkün kılarak, hem tüketim sırasında oluşabilecek kesintileri önler hem de piyasa koşullarına uygun bir şekilde gazın kullanılmasını sağlar. Böylece, enerji kullanıcıları için sürekli bir gaz akışı sağlanır.

Doğal gaz depolama tesisleri, genellikle iki ana türde çalışır: yer altı depolama tesisleri ve LNG (sıvılaştırılmış doğal gaz) tesisleri. Yer altı depolama tesisleri şu şekilde çalışır:

• Basınçlandırma. Doğal gaz, yüksek basınca sıkıştırılarak yer altında depolanır.
• Depolama. Depolama tankları, yüksek basınçlı doğal gazı muhafaza eder.
• Kontrol. Kontrol sistemleri, doğal gazın akışını ve basıncını düzenler.

LNG tesisleri ise şu şekilde çalışır:

• Sıvılaştırma. Doğal gaz, sıvılaştırma sistemleri ile sıvılaştırılır ve hacmi azaltılır.
• Depolama. Depolama tankları, düşük sıcaklıkta sıvı haldeki doğal gazı korur.

Depolama tesisleri, iletim şirketi ile koordineli olarak çalışır ve hizmet alanlar arasında ayrım gözetmeksizin kısıtlama, kesinti ve arttırma gibi düzenlemeleri KUE (Temel Kullanım Usul ve Esasları) belgelerine göre uygular. Ayrıca, deniz tabanına kadar uzanan boşluğa doğal gaz depolamak için sondaj kuyularının açıldığı, doğal gaz bataryası görevi gören Kuzey Marmara Doğal Gaz Depolama Tesisi gibi farklı yapılar da bulunmaktadır.