人类燃烧煤炭已有数千年的历史了，在300年前，瓦特的蒸汽机开启了煤炭能源革命，煤炭提供的能源和工业原料，为人类科学技术的加速发展提供了重要的物质基础。目前，人们普遍认为，煤的形成是古气候、古植物、在地质构造下诸多条件下，相互影响，经历了数亿年，或千万年的时间沉积而成的结果。
煤的形成第一阶段是泥煤炭化阶段。在远古时期，古植物的死亡，如果堆积在充满水的沼泽里，因为水里含氧量少，这些死亡植物的堆积物被细菌不断地分解、化合和聚集，在一些列的生物化学的作用下，低等植物转变成腐泥，而高等的诸如蕨类植物和裸子植物残骸，则形成了泥炭。这一阶段需要经历漫长的地质历史时期，耗费数百万年的时间。因此，我们在煤层可以看到数十年、数百年或数千年的古生物遗存。
煤的形成第二阶段，是煤化阶段。这一阶段，主要是在物理化学作用下，泥炭层形成的地方是沼泽泥潭，大量雨水冲刷下来的泥沙、岩石等物体会覆盖在沼泽泥潭的表面，与沼泽表面的泥潭结合逐渐形成顶板岩层，而在顶板岩层的下方，由植物残骸形成泥炭层，在顶板岩层的重力压力下，泥炭层在高压作用下，结构变得更紧密，然后失水，胶体硬化，硬结，泥炭层就变成了比较致密的黑褐色的褐煤。褐煤也是最低等级的煤。
地下的褐煤，在经历千百万年的地质作用下，褐煤被埋藏得更深。山脉被雨水侵蚀，新的森林的出现，使得顶板岩层继续堆积泥沙、石头等物体，使得褐煤压力在不断的增加，煤层温度也随之升高。地下的褐煤的煤质也在发生变化，褐煤逐渐变成烟煤、无烟煤。如果温度进一步升高，最终可能变成质软、可导电的石墨。
煤是自然的馈赠，需要经历数亿年，或千万年的时间跨度才能形成煤，因此煤在人类的社会中属于不可再生资源。