煤的形成是一個長期且複雜的過程，開始於億萬年前植物遺體的堆積。
這些植物遺體主要來源於氣候炎熱潮濕的時期，當時植物生長茂盛，如高大的樹木。這些植物遺體在水中被泥沙覆蓋，與氧氣隔絕，從而開始了向煤的轉化過程。首先，這些植物遺體形成泥炭層，這是煤形成的第一階段，然後在地熱和壓力的作用下，泥炭層經歷壓實、失水和化學變化，逐漸轉變為褐煤。褐煤的碳含量相對泥炭有所增加，隨著地熱的進一步作用，褐煤經歷煤化作用，逐漸轉變為煙煤，最終形成無煙煤。這一過程涉及到生物化學作用和物理化學變化的複雜序列。
煤的形成還受到古氣候、古地理和古構造因素的影響。例如，溫暖潮濕的氣候有利於泥炭的形成，而穩定的地理環境和構造運動則有利於泥炭的保存和後續的轉化過程。