煤是由古代植物遺體堆積並在地質歷史過程中經過一系列轉化而形成的。這個過程主要包括以下幾個階段：
泥炭化作用。這是煤形成過程的第一個階段，發生在數億年前，當時地球上的植物在泥炭沼澤、湖泊或淺海中不斷繁殖。它們的遺骸在微生物的參與下分解、化合和聚積，形成泥炭或腐泥。這一階段主要是生物化學過程。
煤化作用。在這個階段，泥炭層被地殼運動深埋地下。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，碳含量相對增加，氧含量減少。這一階段包括成岩作用和變質作用，涉及物理化學變化。
變質作用。褐煤繼續經受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，從而出現不同變質程度的煤類型，如長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧煤等。
這一整個過程被稱為成煤作用，是地殼運動的產物。