Metanklatrat, også kalt metanhydrater, er en form for is som inneholder store mengder metan (CH) i sin krystallstruktur. Svært store forekomster av metanklatrat har blitt funnet under sedimenter på havbunnen visse steder, spesielt i områder på høye breddegrader og i Mexicogolfen. Et plutselig utslipp av store mengder naturgass fra lagre av metanklatrat, en såkalt , er fremsatt som en hypotese som årsak til både fortidige og muligens fremtidige klimaendringer. Frigivelse av disse metanlagrene er noe som potensielt kan gi stor økning av drivhuseffekten. Det er antatt at dette alene kan øke den globale temperaturen med 5 °C, blant annet fordi metan er en mye kraftigere drivhusgass enn CO. Teorien går også ut på at dette vil påvirke tilgjengelig innhold av oksygen i atmosfæren. Denne teorien har blitt foreslått for å forklare de alvorligste hendelsene av masseutryddelse på jorden som er kjent som perm-trias-utryddelse, eller paleocen-eocen-termalmaksimumet. I 2008 oppdaget en forskningsekspedisjon fra American Geophysical Union nivåer av metan opp til 100 ganger høyere enn normalt i den sibirske del av Arktis. Dette var sannsynligvis forårsaket av metanklatrater som ble frigitt fra hull i et frosset «lokk» i havbunn med permafrost, rundt utløpet av elven Lena og området mellom Laptevhavet og Øst-Sibir-havet.