Le processus de formation du charbon prend des millions d'années. Le charbon utilisé aujourd'hui a commencé à se former il y a plus de 300 millions d'années sous forme d'arbres vivants, de fougères et d'autres types de matières végétales. Le charbon est une ressource non renouvelable car le temps dont il a besoin pour se former dépasse de loin le rythme auquel l'homme l'utilise.
Le processus de formation du charbon, connu sous le nom de coalification, implique des modifications physiques et chimiques de la tourbe. La tourbe comprend des parties de plantes, des plantes en décomposition et les produits du processus de décomposition. Pour former de la tourbe, le taux de croissance des plantes doit dépasser le taux auquel les bactéries peuvent décomposer les matériaux, comme cela se produit dans l'eau des tourbières et des marécages, où l'action bactérienne ralentit en raison d'un manque d'oxygène.
La coalescence nécessite l'enfouissement d'épaisses couches de tourbe. La pression des couches déposées au-dessus de la tourbe commence à comprimer les matières végétales et à en extraire l'eau. La pression, la chaleur et le temps provoquent de nombreux changements dans les matériaux, comme en témoigne la formation de gaz méthane. Le processus augmente le pourcentage de carbone du charbon. La qualité du charbon dépend du moment où les mineurs le retirent du sol pendant le processus de coalification. Plus le charbon reste enfoui longtemps, plus la teneur en carbone est élevée. Avec suffisamment de temps et de pression, les matériaux se transforment en graphite, un minéral ne contenant que du carbone.
