煤主要由碳构成，除了作为燃料和冶金工业的重要原料外，经过不同的加工方法还可以成为化肥、塑料、合成橡胶、合成纤维、炸药、染料、医药等的重要化工原料。

我国是世界上发现和使用煤炭最早的国家之一，我国古籍中，最早记载煤炭始于《山海经·山经》。早在新石器时代晚期的遗物和周朝的墓葬里，就曾发现过用煤精制成的工艺品；到了春秋战国时期，就发现有较多地方在使用煤炭；西汉时期，煤矿开采工业开始起步。在西方，人们把煤炭称作“黑色的金子”。西方的煤炭是在18世纪以后，伴随着工业化的变革及能源的第一次变革才发展起来的。

煤炭是千百万年前的有机物（主要是植物）的遗体，经过生物及化学的变质作用而形成的。成煤作用必须具备四个先决条件：植物条件、气候条件、地理条件、地壳运动条件。其形成大体可分为两个阶段，第一阶段是泥煤炭化阶段，即植物转变成泥炭阶段。植物枯死之后堆积在沼泽中，水面下隔绝空气，植物的各部分便在细菌的作用下不断分解，相互作用，最后植物的遗体变成了褐色或黑褐色的淤泥物质，这便是泥炭。这个过程需要进行千百万年漫长的地质历史时期。第二阶段叫煤化阶段，是由泥炭逐渐转变成无烟煤阶段。

当泥炭形成后，如若水冲刷大陆的低洼地方，便可以带来大量的砂石，使泥潭层逐渐演变成顶板岩层，被埋在顶板岩层下的泥炭层，在泥潭层和顶板岩石层的压力作用下，发生压紧、失水、胶体老化、硬结等一系列变化，同时其化学组成也会发生缓慢变化，逐步变成比重较大，较致密的黑褐色的褐煤。当顶板岩层逐渐加厚，静压力逐渐增高，煤层中温度也逐渐升高后，煤质便发生变化，逐渐由成岩作用变成了以温度影响为主的变质作用。这样褐煤逐渐变成了烟煤、无烟煤。如果有更高的温度，最终可能变成石墨。