煤焦油是一種複雜的有機化合物，其成分非常多樣，主要包括：
芳香族化合物。如苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等，這些化合物中許多具有較高的工業價值。
酚類化合物。如苯酚等，這些化合物在煤焦油中呈弱酸性。
含氮和含硫的雜環化合物。如吡啶、喹啉、噻吩、硫酚等。
烴類化合物。包括烷烴、烯烴、炔烴等，但這些化合物在煤焦油中的含量相對較少。
酸類、硫化物等其他雜質。這些雜質對煤焦油的質量和用途有顯著影響。
此外，煤焦油中也存在大量的稠環和含氧、硫的雜環化合物，這些化合物的存在使得煤焦油的性質非常複雜。儘管煤焦油的成分繁多，但其主要組分仍以芳香族化合物為主，且許多組分在煤焦油中的含量並不高。