煤炭是地球上蘊藏量最豐富、分布地域最廣的化石燃料。構成煤炭有機質的元素主要有碳、氫、氧、氮和硫等，此外，還有極少量的磷、氟、氯和砷等元素。
碳、氫、氧是煤炭有機質的主體，占95%以上；煤化程度越深，碳的含量越高，氫和氧的含量越低。碳和氫是煤炭燃燒過程中產生熱量的元素，氧是助燃元素。煤炭燃燒時，氮不產生熱量，在高溫下轉變成氮氧化合物和氨，以游離狀態析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最為嚴重。煤炭燃燒時絕大部分的硫被氧化成二氧化硫，隨煙氣排放，污染大氣，危害動、植物生長及人類健康，腐蝕金屬設備；當含硫多的煤用于冶金煉焦時，還會影響焦炭和鋼鐵的質量。所以，“硫分”含量是評價煤質的重要指標之一。
在一定溫度和條件下，煤中的有機質受熱分解后產生的可燃性氣體被稱為“揮發分”，它是由各種碳氫化合物、氫氣、一氧化碳等化合物組成的混合氣體。“揮發分”也是主要的煤質指標，在確定煤炭的加工利用途徑和工藝條件時，“揮發分”有重要的參考價值。煤化程度低的煤，“揮發分”較多。如果燃燒條件不適當，“揮發分”高的煤燃燒時易產生未燃盡的碳粒，俗稱“黑煙”，并產生更多的一氧化碳、多環芳烴類、醛類等污染物，熱效率降低。因此，要根據煤的“揮發分”選擇適當的燃燒條件和設備。
煤中的無機物質含量很少，主要有水分和礦物質，它們的存在降低了煤的質量和利用價值。礦物質是煤炭的主要雜質，如硫化物、硫酸鹽、碳酸鹽等，其中大部分屬于有害成分。“水分”對煤炭的加工利用有很大影響，其在燃燒時變成蒸汽要吸熱，因而降低了煤的發熱量。煤炭中的水分可分為外在水分和內在水分，一般以內在水分作為評定煤質的指標。煤化程度越低，煤的內部表面積越大，水分含量越高。
“灰分”是煤炭完全燃燒后剩下的固體殘渣，是重要的煤質指標。“灰分”主要來自煤炭中不可燃燒的礦物質。礦物質燃燒灰化時要吸收熱量，大量排渣要帶走熱量，因而“灰分”越高，煤炭燃燒的熱效率越低；“灰分”越多，煤炭燃燒產生的灰渣越多，排放的飛灰也越多。一般來說，優質煤和洗精煤的“灰分”含量相對較低。
各大陸、大洋島嶼都有煤分布，但煤在全球的分布很不均衡，各個國家煤的儲量也很不相同。我國煤炭資源在世界上居于前列，僅次于美國和俄羅斯，除上海以外其它各省區均有分布，但分布極不均衡。在我國北方的大興安嶺-太行山、賀蘭山之間的地區，地理范圍包括煤炭資源量大于1000億噸以上的內蒙古、山西、陜西、寧夏、甘肅、河南6省區的全部或大部分，是我國煤炭資源集中分布的地區，其資源量占全國煤炭資源量的50%左右，占我國北方地區煤炭資源量的55%以上。在我國南方，煤炭資源量主要集中于貴州、云南、四川3省，這3省的煤炭資源量之和占我國南方煤炭資源量的91.47%；探明保有資源量也占我國南方探明保有資源量的90%以上。