第一個過程，在地熱和壓力的作用下，泥炭層發生壓實、失水、肢體老化、硬結等各種變化而成為褐煤。褐煤的密度比泥炭大，在組成上也發生了顯著的變化，碳含量相對增加，腐植酸含量減少，氧含量也減少。因為煤是一種有機巖，所以這個過程又叫做成岩作用。第二個過程，是褐煤轉變為煙煤和無煙煤的過程。在這個過程中煤的性質發生變化，所以這個過程又叫做變質作用。地殼繼續下沉，褐煤的覆蓋層也隨之加厚。在地熱和靜壓力的作用下，褐煤繼續經受著物理化學變化而被壓實、失水。其內部組成、結構和性質都進一步發生變化。這個過程就是褐煤變成煙煤的變質作用。煙煤比褐煤碳含量增高，氧含量減少，腐植酸在煙煤中已經不存在了。煙煤繼續進行著變質作用。由低變質程度向高變質程度變化。從而出現了低變質程度的長焰煤、氣煤，中等變質程度的肥煤、焦煤和高變質程度的瘦煤、貧煤。它們之間的碳含量也隨著變質程度的加深而增大。溫度對於在成煤過程中的化學反應有決定性的作用。隨著地層加深，地溫升高，煤的變質程度就逐漸加深。高溫作用的時間愈長，煤的變質程度愈高，反之亦然。在溫度和時間的同時作用下，煤的變質過程基本上是化學變化過程。在其變化過程中所進行的化學反應是多種多樣的，包括脫水、脫羧、脫甲烷、脫氧和縮聚等　壓力也是煤形成過程中的一個重要因素。隨著煤化過程中氣體的析出和壓力的增高，反應速度會愈來愈饅，但卻能促成煤化過程中煤質物理結構的變化，能夠減少低變質程度煤的孔隙率、水分和增加密度。