煤的矿物学特征包括有机显微组分和无机矿物质两部分。有机显微组分主要来自成煤植物，可划分为三大类，即镜质组、壳质组和惰质组。煤中有机显微组分的构成主要受泥炭沼泽类型、埋藏速率、氧化还原条件和水介质条件等因素影响。将中国北方相对快速沉降的断陷盆地与缓慢沉降的大型坳陷盆地对比研究，发现相对快速沉降的断陷湖盆内煤多以富镜质组和贫惰质组为特征，例如：东北早白垩世阜新盆地海州组不同煤层的显微组分组成，中间层、太平层和孙家湾层煤层均以高的镜质组(86% ～94%)、低的惰质组(1.7% ～6.5%)和壳质组(4.6% ～7.5%)含量为特征(X.Querol，etal.，1997);东北古近纪抚顺盆地古城子组煤层以腐殖煤为主，并夹多层腐泥煤。腐殖煤的镜质组含量平均可达96%以上(庄新国等，1999)。云南新近纪先锋盆地煤的显微组分以腐殖组占绝对优势，平均为 91.6%(邢军等，1999)。而在缓慢沉降的大型坳陷盆地中，由于盆地基底处于一种相对的稳定阶段，泥炭沼泽在缓慢沉降背景下发育，易于形成高位化表盖突起而遭氧化。例如：早、中侏罗世鄂尔多斯盆地延安组煤层煤多以富惰质组为特征，常夹有富惰质组的分层，煤中惰质组含量一般大于 30%(李思田等，1992);煤中惰质组的含量分布受沉积体系类型的控制，冲积平原煤层的惰质组含量通常高于三角洲体系。除了中、新生代断陷盆地具有快速沉降条件外，一些中生代前陆盆地、新生代大型裂谷以及大陆边缘裂陷也都具有快速沉降、充填和埋藏的有利条件，因而有利于形成富镜质组煤。

煤中的无机矿物相组成主要有硅酸岩类、碳酸岩类和硫化物类，其次是磷酸盐类和硫酸盐类等。ColinR.Ward(2002)对煤和煤低温灰化中发现的主要矿物进行了系统的概括。煤中矿物质的来源主要有四个方面：即，主要通过水流的机械搬运进入泥炭沼泽的陆源碎屑;通过水流机械搬运或通过火山喷发直接进入泥炭沼泽的火山碎屑;在泥炭沼泽中沉积的生物骨骼颗粒;在泥炭沼泽或泥炭层孔隙中溶液物质的沉淀;在后期地质作用(包括煤化作用、热液作用、岩浆作用和风化作用等)过程中，由于煤层中离子的迁移和相互作用形成的矿物质。煤中矿物质的类型和丰度受泥炭沼泽形成时的构造环境、沉积环境、物源条件、沼泽水介质条件以及后期的地质作用控制。