煤风化过程分为吸氧、次生腐植酸生成和有机物氧化分解等三个阶段。
煤中有机质大分子结构单元侧链上的活性基团，吸附大气中的氧，在煤的表面形成煤氧络合物，使煤的重量增大、吸湿性增强。
煤氧络合物分解，放出二氧化碳、一氧化碳、水和热量。同时，由稠环和侧链组成的煤分子氧化生成腐植酸。随着风化程度的加深，次生腐植酸的含量不断增加。煤的结构变得疏松，增大了与大气、水等的反应面，为加快风化速度和加大风化深度提供了条件。
随着次生腐植酸的进一步氧化分解，煤中有机物含量明显降低，直至全部消失，仅剩下煤中矿物风化后的残留物。
有机质氧化生成的腐植酸、二氧化碳等酸性物质，可使煤中矿物水解，生成硅酸、铝硅酸、磷酸等，与金属离子形成有机盐类络合物，当钙离子丰富时，则可生成方解石。煤中的黄铁矿和白铁矿氧化成硫酸和硫酸铁，且与周围的钙、铝矿物作用，形成石膏、明矾等新矿物。在有大量有机质分解而造成的还原环境下，硫酸铁可再次被还原，生成次生黄铁矿。因此，在煤层露头及其附近常见有含铁明矾的白色粉末(称煤垩)，受氢氧化铁污染的次生腐植酸褐色粉末(称煤华)分布。煤垩、煤华都是重要的找煤标志。
