一定是化學變化。煤炭氣化是指煤在特定的裝置內，在一定溫度及壓強下使煤中有機質與氣化劑（如蒸汽/空氣或氧氣等）發生一系列化學反應，將固體煤轉化為含有co、h2、ch4等可燃氣體和co2、n2等非可燃氣體的過程。

煤在隔絕空氣的條件下加熱，使煤的有機質產生熱化學反應(分解、縮合、聚合等)，生成固態的焦炭或半焦、氣態煤氣和液態焦油。這種煤的熱解過程稱為乾餾過程。乾餾最終溫度為500-550℃時稱為低溫乾餾，600-800℃為中溫乾餾，900-1050℃為高溫乾餾。煤的高溫乾餾又稱為煤的煉焦化學，也就是我們常說的煤的煉焦。

煤炭液化油也叫人造石油，煤和石油都是主要由C、H、O這三種元素構成，但煤的平均分子量大於石油，且H元素含量較低，煤的液化主要指的是使煤的大分子變小，並透過催化加氫而液化，其主要任務是將煤中的H/C比調整至適當的數值。

煤加氫液化一般在450－480℃加壓下分段進行的。先是少數最活潑的鍵發生較快的熱斷裂，產生較大的有機碎片。然後是比較牢固的鍵斷裂，產生較小的碎片。共價鍵的熱斷裂產生數量不等的自由基，它們可透過加氫而穩定化。氫的來源可以是氫氣或能提供氫原子的溶劑（稱為供氫溶劑）。這是一個十分緩慢的反應過程，反應的結果是使產物由瀝青類轉化為油類，為提高油類的產率，需要更苛刻的條件（較高的溫度和壓強，較長的停留時間），其間可能發生的反應包括加氫、脫水、雜環開環失雜原子和橋結構的斷裂。因此，是一難以進行、費用較高的過程。

在煤加氫的轉化過程中，催化劑扮演了重要角色。鈷、釕、鈀、鉑、銠等過渡金屬配合物都是煤和煤衍生液體的催化劑。使用催化劑的一個問題就是從產品混合物中將催化劑回收。目前最常用的催化劑是載在多孔氧化鋁表面上用硫化物處理過的鉬酸鈷,對於煤裂解的各種產物的加氫非常有效，並且在含有雜原子的煤衍生液體中壽命相當長。