Variaties in de hoeveelheid in het verleden hangen sterk samenhangen met veranderingen in temperatuur en kooldioxide (CO2). De ijstijden kenden de kleinste hoeveelheden methaan, terwijl deze in warme periodes (interglacialen) weer toenamen. In de ongestoorde atmosfeer was het methaan voornamelijk afkomstig uit natte gebieden, zoals moerassen en venen, maar ook van bomen en planten. Deze laatste bron is pas recent ontdekt, omdat de methaanuitstoot per boom of plant maar heel klein is.

Sinds de achttiende eeuw is de hoeveelheid methaan in de atmosfeer scherp toegenomen (met ongeveer 150 procent). In de huidige atmosfeer is meer dan de helftvan het methaan het gevolg van menselijk handelen. De belangrijkste nieuwe bronnen zijn de productie en het gebruik fossiele brandstoffen (kolen, olie, gas), rijstbouw, veeteelt en afvalverwerking. Ook bij bosbranden en uit bevroren toendra's (smeltende permafrost in Siberië en Canada) komt methaan vrij.

De hoeveelheid methaan wordt al decennia lang in de gaten gehouden met een netwerk van meetstations verdeeld over de aarde. De voortdurende toename door de menselijke activiteiten wordt hiermee goed geregistreerd. Uit de metingen blijkt echter dat de hoeveelheid methaan de laatste 10 à 20 jaar steeds minder snel toeneemt. De grootschalige ontbossing in dit tijdperk zou de oorzaak hiervan kunnen zijn: minder bos betekent minder methaanuitstoot. Enerzijds is dan sprake van een toename van methaan door menselijk handelen, anderzijds een afname door ontbossing. De invloed van menselijk handelen op het klimaat is ingewikkelder dan tot voor kort werd gedacht.

Sinds een paar jaar wordt methaan ook gemeten vanuit de ruimte met de Europese milieusatelliet Envisat. De satelliet is uitgerust met verschillende meetinstrumenten waaronder Sciamachy, dat door Nederland, Duitsland en België is gemaakt. De satellietmetingen laten grote hoeveelheden methaan zien boven tropische regenwouden. Die metingen tonen aan dat bomen en planten methaan uitstoten.

Ondanks de belangrijke rol van bossen voor de hoeveelheid methaan blijft het aanplanten van bossen als een middel ter bestrijding van het broeikaseffect zinvol. Bossen nemen het broeikasgas kooldioxide op en zorgen er dus voor dat er minder kooldioxide in de atmosfeer komt. Dat effect is vele malen groter dan dat van het beetje methaan dat nieuwe bossen in de atmosfeer zullen brengen.