准噶尔盆地煤层气资源极为丰富，已开展近30个煤层气勘查项目，施工煤层气井270余口，建成白杨河、四工河、乌鲁木齐河东煤层气开发先导试验区，正在着力推进煤层气规模化开发利用，多个区块呈现出煤层气单井高产势头，针对多、厚、大倾角煤层顺煤层钻井、储层改造、优化排采技术不断推广应用，带动了新疆煤层气产业起步发展。本文系统总结准噶尔盆地煤层气成藏特殊地质条件，科学分析前期煤层气勘探开发的现状与趋势，全面梳理煤层气勘探开发所面临的地质难题，以期为新疆地区乃至中国中低煤阶煤层气的高效开发提供借鉴。盆地周缘构造隆升、水力逸散、煤层气风氧化带深延是制约煤层气资源分布和勘探开发潜力的不可忽略的地质因素，盆地腹地包括煤层气在内的深部煤系气资源潜力巨大，开展煤系油气地质综合研究、拓展煤系气勘探开发领域势在必行。盆地边缘多个区块煤层气富含CO2且呈现随煤层埋深增大CO2浓度增高的异常现象，拟以水动力场和水化学场耦合作用为主线，气体差异构成与禀赋为线索，鉴别多源多阶气体来源、混合度及成藏贡献，揭示CO2异常富集成因，探索流体场主导作用下的煤层气多源多阶多因素耦合成藏机制。盆地西山窑组与八道湾组两套煤系地层厚度巨大，受聚煤环境控制，多层叠置统一、多层叠置独立、多层叠置混合含煤层气系统空间分布有别，基于沉积、构造、水文耦合作用归纳出煤层气富集成藏基本模式，有效厘定流体压力系统，合理选层选段、组合开发，优势成藏地质配置及其区域、局域、层域变化规律有待深入研究。盆地周缘煤储层倾角大多超过35°，急倾斜煤储层在较小空间随深度发生快速变化，储层流体运动方式、储层应力状态等影响制约压降传播和煤层气产出过程，开发过程储层力学性质与物性变化、流体相态与饱和关系转化、气/水产出机制与生产规律需要进一步揭示。