오랜 옛날의 식물질이 땅 속에 묻혀 압력과 열의 작용으로 차차 분해되어 탄소가 많아진 검은색의 고체 연료. 탄소를 품은 정도, 곧 탄화의 정도에 따라 이탄, 갈탄, 역청탄, 무연탄 등으로 나뉘나, 흔히 석탄이라고 하면 역청탄을 가리킨다.

탄소, 산소, 수소가 주된 성분이며 황, 질소도 조금 섞여 있고, 회분, 수분도 꽤 들어 있다. 점토나 혈암 또는 사암 사이에 층을 이루고 있으며, 태우면 냄새가 난다.

대개 고생대 후반, 특히 석탄기에 이루어졌으며, 세계에서 발견된 석탄은 거의 이 무렵에 이루어진 것이다. 그러나 우리 나라의 석탄층은 석탄기 다음에 해당하는 페름기의 것이다.

석탄을 이루는 식물은 지질 시대의 각 시대에 따라 다르다. 즉 고생대에는 양치식물, 중생대에는 겉씨식물, 신생대 에는 속씨식물이 주로 석탄층을 이루었다. 이러한 식물 들이 지층 속에 묻혀 오랜 세월이 지나는 사이에 압력과 지열을 받아 산소, 수소 및 탄소의 일부가 달아나고, 차차 탄소의 함유량이 많아져서 석탄이 된다. 이와 같은 탄화 (炭化)의 정도는 보통 식물이 묻힌 지 오래 되었거나 지각의 변동이 심한 곳일수록 높다.

세계의 주요 석탄 산지로는 중국, 미국, 러시아, 폴란드, 인도 등지로서, 이들 5개국에서 산출되는 석탄은 세계의 전 산출량의 약 80%나 된다.

석탄은 직접 연료로 쓰이는가 하면, 코크스로 만들어 제철에, 또 액체나 기체로 만들어 연료나 동력을 일으키는 데 쓰인다. 또한 합성 섬유, 염료, 약품 등을 만드는 원료로도 쓰인다.

세계의 석탄 매장량은 4~10조 톤이고, 소비량은 1년에 약 25억 톤이다. 제2차 세계 대전 전후를 통하여 석탄은 가장 중요한 에너지원이었으나, 석유의 공급이 풍부해지자 석탄 산업은 쇠퇴하는 듯하였다. 그러나 요즈음은 석유 자원에 대신할 자원으로서 그 값어치가 다시 높아지고 있다.