煤的成分很复杂，是多种有机物和无机物的混合物。煤的主要组成元素是碳，还有少量的氢、氧、硫、氮、硅、铝、钙、铁等元素。为了方便和简化，有时化学题中的“煤”也用碳（C）的化学式，实际上，这是不科学的。煤干馏后可以得到三种状态的产物：固态的焦炭、液态的煤焦油和粗氨水、气态的焦炉气等。焦炭为灰黑色多孔状固体，是冶金工业的燃料和还原剂。煤焦油为黑色粘稠液体，是重要的化工原料，从中可以提取苯、萘、蒽、酚等数百种产品，粗氨水可制化肥。焦炉气的主要成分是氢气、甲烷、一氧化碳等，可作气体燃料自然界的各种煤尽管种类不同，但都是由有机物质、无机物质和水分等三部分组成。
（1）碳是煤中有机质的主要成分。煤的含碳量随变质程度加深而有规律地增加，所以含碳量的多少可以代表煤的变质程度。
（2）氢也是煤中有机质的主要元素。煤的含氢量是随变质程度加深而减少。
（3）氧氧在燃烧过程中并不放出热量，含氧多的煤热值较低。煤在变质过程中不断脱出二氧化碳和水，从泥炭到无烟煤，氧含量由30％～40％（质量分数）逐渐降到5％左右。
（4）氮是组成有机物的次要元素，煤中含氮较少，约1％～3％（质量分数），且变化不大。氮在燃烧时常以游离状态分解出来，炼焦时因高温作用，氮转化为氨和其它含氮化合物。
（5）水分煤中水分有内在水分和外在水分的区别，内在水分系煤风干后，加热至102～105℃时逸出的水分，是依靠吸附力保持在煤粒内部气孔的水分；外在水分系保持在煤粒表面和煤粒之间的水滴，风干时即可除掉。二者之和即为总水分。
（6）矿物质煤中的矿物质组分十分复杂，含量变化也很大，主要由铁、铝、钙、镁等以碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐及硫化物等形式存在，矿物质含量和成分和成煤过程有关。煤在燃烧过程中，矿物质发生一系列的变化，燃烧后的残留物叫灰分。一般灰分含量可以反映出矿物质的大致含量，因此有时把矿物质笼统地叫做灰分。对工业用煤来讲，灰分是有害的东西，在炼焦过程中灰分全部转入焦炭，不但降低焦炭强度，也降低焦炭的固定碳含量。灰分高的煤发热量都较低，因此灰分是降低煤质的一个重要指标。（7）硫煤中的硫是以有机硫及无机硫的形式存在的。硫是煤中有害的成分，在煤储存过程中，因黄铁矿氧化放热而加速了煤的氧化变质；在炼焦时产生的硫化物气体对设备腐蚀很厉害，残留在焦炭中的硫使焦炭质量变坏。（8）磷存在于矿物质中，一般含量很低，最高不超过1％（质量分数），但危害却很大，炼焦时全部转入焦炭，炼铁时又转入生铁使它变脆。以上组成是按元素分析的结果，但因元素测定手续复杂，在工业上很少应用，目前工业上评定煤的品质，大都采用工业分析来测定煤的发热量、挥发分、固定碳、水分和灰分等项目
