Kömür oluşturma süreci milyonlarca yıl alır. Günümüzde kullanılan kömür, 300 milyon yıldan önce yaşayan ağaçlar, eğrelti otları ve diğer bitki materyali olarak oluşmaya başlamıştır. Kömür yenilenemez bir kaynaktır, çünkü oluşması için gereken süre, insanın kullandığı oranı çok aştı.
Kömürleşme olarak bilinen kömür oluşum süreci, turbanın fiziksel ve kimyasal değişikliklerini içerir. Turba, bitki kısımlarını, çürüyen bitkileri ve çürüme sürecinin ürünlerini içerir. Turba oluşturmak için bitki büyüme oranının, bakteri etkisinin oksijen eksikliği nedeniyle yavaşladığı, bataklık ve bataklık suyunda olduğu gibi bakterilerin malzemeleri parçalama hızını aşması gerekir.
Kömürleşme, kalın turba tabakalarının gömülmesini gerektirir. Torf üzerinde biriken tabakaların basıncı, bitki malzemelerini sıkıştırmaya başlar ve onlardan suyu sıkar. Basınç, ısı ve zaman, metan gazı oluşumu ile kanıtlandığı gibi malzemelerde birçok değişikliğe neden olur. İşlem kömürün karbon yüzdesini arttırır. Kömürün kalitesi, madencilerin kömürleşme süreci boyunca onu yerden çıkardıklarına bağlıdır. Kömür ne kadar uzun süre gömülü kalırsa, karbon içeriği o kadar büyük olur. Yeterince zaman ve basınçla, malzemeler sadece karbon içeren bir mineral olan grafite dönüşür.
