億萬年前，大量植物在泥炭沼澤中持續地生長和死亡，其殘骸不斷堆積，首先形成了泥炭。經過長期而復雜的生物化學、地球化學、物理化學和地質化學作用逐漸演化成煤炭。這一過程大致可以分為2個階段：

　?。?）泥炭化作用：植物遺體中的有機化合物分解為簡單、化學性質活潑的化合物，進一步合成新的較穩定的有機化合物，如腐植酸、瀝青質等。

　?。?）煤化作用：泥炭形成后，由于盆地沉降而被埋藏于地下深處，在較高的溫度、壓力條件下，經過復雜的物理、化學作用，泥炭逐漸形成褐煤、煙煤、無煙煤。

　　成煤時期，地球的二氧化碳濃度較高，豐沛的降水和溫熱的氣候讓當時的植物“徹底瘋狂”，不僅長得快、長得高，還“到處都是”。石炭紀初植物演化出的木質素更是為“更高、更快、更強”生長提供了物質條件，數以萬計的植物日復一日地吸進二氧化碳，釋放氧氣，以至于將整個大氣中的氧氣含量提升到30%，而這一過程則持續了近7000萬年。植物生老病死，大量植物倒下后，纖維素被微生物緩慢分解，而木質素無法被分解則保留下來，分解者和大型消費者的缺乏更是讓這些植物“死而不僵”，巨量的植物遺骸在水與泥沙的作用下最終演化形成了泥炭。

　　煤炭的前身—泥炭沼澤主要形成于地表充分濕潤、季節性或常年積水、叢生著喜濕性沼澤植物的低洼地段，廣泛分布于從大陸到過渡地帶的不同沉積環境。沉積環境中水動力條件、陸源碎屑輸入狀況、水介質化學性質以及沼澤基底穩定性等的不同，會造成泥炭物質組成、泥炭層厚度和側向穩定性等方面存在差異，直接影響著煤炭的形成。

　　煤炭多來源于高等陸生植物，其性質和聚集規模受生物界演化進程的影響。所以，煤炭并不是任何時期都可以形成的，地球歷史上只有幾個時期可以形成煤炭。我們以地球的地質年代為順序，可以總結出：

　?、僭缒嗯枋酪郧盀榈偷戎参铮ň孱悾┌l育時代，那時還沒有高等植物出現，沒有大規模的聚煤作用。低等植物經過一系列復雜變化形成的煤，灰分很高，發熱量較低，稱為“石煤”，如我國南方寒武紀的“石煤”；

　?、谠诩s4.1億年前的志留紀末—泥盆紀初，植物界進入裸蕨時代并登陸，開始了高等植物演化及工業性煤層聚集的地質進程，在我國部分地區形成角質殘植煤；

　?、奂s3.7億年前的晚泥盆世出現蕨類，陸生植物開始繁盛，石炭二疊紀蕨類植物的繁盛導致全球性聚煤作用的發生，這是地球上最重要的聚煤時期；

　?、芗s2.6億年前出現裸子植物，侏羅—白堊紀裸子植物的繁盛導致我國北方出現了廣泛而持久的聚煤作用；

　?、菁s0.9億年前出現的被子植物在新生代的繁盛是南、北半球形成巨厚煤層的重要原因。