煤的主要成分是碳、氫、氧和少量的氮、硫或其它元素，還包含了一些礦物質等無機物成分。
煤中有機質是複雜的高分子有機化合物，主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成，碳、氫、氧三者總和約占有機質的95%以上，是非常重要的能源，也是冶金、化學工業的重要原料，有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤這幾種分類。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主要元素，而氧是助燃元素。在高溫下，氮會轉變成氮氧化合物和氨，以游離狀態析出。煤炭燃燒時，絕大部分的硫會氧化成二氧化硫，會隨煙氣排放，污染大氣，危害動植物生長及人類健康，並腐蝕金屬設備。此外，煤中還含有極少量的磷、氟、氯和砷等元素以及無機礦物質（主要含矽、鋁、鈣、鐵等元素）。