煤的形成過程主要經歷泥炭化作用、煤化作用和變質作用三個階段。
首先，當大量的植物殘體堆積後，經過長時間沉澱和累積，在厭氧微生物的參與下，經過一系列生物化學反應形成泥炭。泥炭是一種富含有機質的沉積物。隨後，由於地質構造的作用，泥炭被深埋地下。在溫度和壓力的作用下，泥炭經歷壓實、脫水和增碳的過程，固結形成褐煤。褐煤相對於泥炭而言，其碳含量較高，水分較少。
最後，褐煤在高溫高壓作用下進一步失去水分，碳含量繼續增加，逐漸演變成煙煤和無煙煤。在這個階段，煤的碳含量進一步提高，氧含量減少，最終形成具有高碳含量和低揮發性的煙煤和無煙煤。