煤是古代植物遺體的堆積層埋在地下後，經過長時期的地質作用而形成的。據研究，幾乎所有的植物遺體，只要具備了成煤的條件，都可以轉化成煤。不過，低等植物遺體所形成的煤，分佈範圍小，厚度薄，很少被人利用。那些分佈廣、規模大、利用廣泛的煤，都是高等植物的遺體（主要是古代的蕨類、松柏類以及一些被子植物的遺體）形成的。 在地球的歷史上，最有利於成煤的地質年代主要是晚古生代的石炭紀、二疊紀，中生代的侏羅紀以及新生代的第三紀。這是因為，在這幾個時期內，地球上的氣候非常溫暖潮溼，地球表面到處長滿了高大的綠色植物，尤其在湖沼、盆地等低窪地帶和有水的環境裡，封印木、鱗木等古代蕨類植物生長得特別茂盛。 當時，高大的樹木倒下以後，就會被水淹沒了，這就造成了倒木和氧隔絕的情況。在缺氧的環境裡，植物體不會很快地分解、腐爛。隨著倒木數量的不斷增加，最終形成了植物遺體的堆積層。這些古代植物遺體的堆積層在微生物的作用下，不斷地被分解，又不斷地化合，漸漸形成了泥炭層，這是煤的形成的第一步。 由於地殼的運動，泥炭層下沉了。泥炭層被泥沙、岩石等沉積物覆蓋起來。這時，泥炭層一方面受到上面的泥沙、岩石等的沉重壓力，另一方面，也是更重要的方面，泥炭層又受到地熱的作用。在這樣的條件下，泥炭層開始進一步發生變化：先是脫水，被壓緊，從而比重加大，而且石炭的含量逐漸增加，氧的含量逐漸減少，腐殖酸的含量逐漸降低。完成這幾個過程以後，泥炭就變成了褐煤。 褐煤如果繼續不斷地受到增高的溫度和壓力的作用，就會引起內部分子結構、物理性質和化學性質的進一步變化，褐煤就逐漸變成了煙煤或無煙煤了。