煤炭通常指天然存在的泥煤、褐煤、煙煤和無煙煤以及人工產品木炭、焦炭、煤球等。煤的主要成分是碳、氫、氧三種元素，還有少量氮、硫、磷和一些稀有元素。煤中還含有泥、砂等礦物雜質和水分。碳(以石墨計)在298.15K時完全燃燒的熱化學方程式為C(石墨) O₂(g)=CO₂(g)；ΔH^θ(298.15K)=-393.5kJ·mol-1對于1.000g碳(石墨)來說，ΔH^θ(298.15K)=-32.8kJ·g^-1。但原煤中含有的氫，燃燒時與氧化合生成水，也產生熱。用熱量計測定煤完全燃燒時發生的熱量叫做高發熱值；扣除水蒸發(汽化)熱(即生成物H₂O以氣態計)所得的熱量叫做低發熱值。表1.1中列出一些煤炭的成分和高發熱值。氧、硫、磷是煤中的有害成分。氧化合(消耗)煤中碳、氫可燃成分。硫燃燒變成SO₂、SO₃和H₂S等有害氣體，腐蝕燃燒室，污染大氣。煉焦煤中的硫會轉入焦炭，用于冶煉會降低鋼鐵質量。煤炭按含硫的質量分數w可分為四類：低硫煤，w(S)＜1.5％；中硫煤，w(S)=1.5％～2.5％；高硫煤w(S)=2.5％～4.0％；富硫煤，w(S)＞4％。含磷過多的煤不適用于煉鐵，以免進入鋼鐵使之發脆。

煤的最大缺點是固體燃料，燃燒反應速率慢，利用效率低，且不適用于多數運輸業(尤其是汽車)的需求。此外，燃燒煤時還會產生二氧化硫這類有毒的氣體，將導致嚴重的大氣污染。解決的辦法是將煤炭轉變為汽化燃料或液化燃料。