在地表常溫、常壓下，由堆積在停滯水體中的植物遺體經泥炭化作用或腐泥化作用，轉變成泥炭或腐泥，泥炭或腐泥被埋藏后，由于盆地基底下降而沉至地下深部，經成巖作用而轉變成褐煤；當溫度和壓力逐漸增高，再經變質作用轉變成煙煤至無煙煤。在整個地質年代中，全球范圍內有三個大的成煤期：

（1）古生代的石炭紀和二疊紀，成煤植物主要是袍子植物。主要煤種為煙煤和無煙煤。

（2）中生代的侏羅紀和白堊紀，成煤植物主要是裸子植物。主要煤種為褐煤和煙煤。

（3）新生代的第三紀，成煤植物主要是被子植物。

主要煤種為褐煤，其次為泥炭，也有部分年輕煙煤。

在各大陸、大洋島嶼都有煤炭分布，但煤炭在全球的分布很不均衡，各個國家的煤炭儲量也很不相同。中國、美國、俄羅斯、德國是煤炭儲量豐富的國家，也是世界上主要產煤國，其中中國是世界上煤產量最高的國家。