Natuurgasvoertuigen kunnen bij tankstations op dezelfde manier worden bijgetankt als diesel- en benzinevoertuigen. Er zijn meer dan 1.200 CNG-tankstations in de VS, waaronder openbare en particuliere wagenparkstations.

Een typisch CNG-station bestaat uit een compressor, een gasdroger, een opslagtank, een verdeler en ondergrondse leidingen. In de meeste gevallen wordt een CNG-station gecreëerd door een brandstofcompressor aan te sluiten op het dichtstbijzijnde ondergrondse aardgasdistributienet.

Er zijn twee soorten CNG-stations: instant-fill en opslag. Instant-vulstations worden rechtstreeks op het aardgasdistributienetwerk aangesloten met het voertuig door middel van een compressor die de druk van het aardgas verhoogt ten opzichte van de bestaande druk in het netwerk, meestal tussen 2 en 5 bar druk en 160 bar druk in het voertuig, en de vulsnelheid zal afhangen van de drukcapaciteit van de compressor; het model is zoals elektrische voertuigen met accu's die gedurende enkele uren aan een oplader zijn aangesloten. CNG-stations met opslag verrichten de drukregeling in twee of drie fasen door het onder druk staande gas bij een tussenliggende druk op te slaan; zij kunnen in dezelfde ruimte meerdere voertuigen van brandstof voorzien gedurende een kortere periode, met een grotere autonomie en met een hogere frequentie. Bij deze stations worden druksprongen verkleind en versneld, waardoor chauffeurs niet meer in de rij hoeven te staan voor een beperkt aantal brandstofpompen, de arbeidskosten tot een minimum worden beperkt en er volledig kan worden getankt bij drukken tot 3.600 psi.

Het meest gangbaar voor CNG-tankstations in de Verenigde Staten met kleinhandelsservice zijn stations met opslag. Voor vloten die later op de dag terugkeren naar een plaats waar 's nachts kan worden getankt, is het echter gebruikelijk dat onmiddellijk wordt getankt, omdat de compressieapparatuur minder waarde heeft.

In de Verenigde Staten zijn er momenteel 838 CNG-tankstations open voor het publiek.