煤化学特征包括煤的水分、灰分、挥发分、碳、氢、氧、氮和煤化程度等。煤化学特征取决于煤的矿物学特征和煤化作用。煤中的灰分含量主要来自煤中的无机矿物质。对于相同变质程度的煤来说，煤的挥发分、碳、氢和氧含量与煤的有机显微组分有关，富镜质组和壳质组的煤具有相对高的挥发分和氢、氧含量;富惰质组的煤具有相对低的挥发分含量和高的碳含量。随着煤化作用程度的增高，煤的挥发分产率、氢和氧元素含量减少，碳含量增高。

煤的地球化学特征主要包括煤中常量和微量元素的丰度和赋存状态，其主要受控于泥炭沼泽形成时的沉积环境背景、物源区的岩石组成和火山喷发，以及煤化作用和岩浆侵入过程中的热液活动。大量研究表明不同地区和不同煤层煤中常量和微量元素的丰度变化较大，但总体与煤中的矿物质有关。因此，煤中常量和微量元素的总量一般与煤的灰分产率具有明显的相关性。常量元素是构成煤中常见矿物的主要元素，Si、Al、Na和 K主要来自硅酸盐矿物;Ca和 Mg主要来自碳酸盐矿物;S主要来自硫化物矿物(黄铁矿)，部分硫与有机质和硫酸盐有关;煤中的硫含量主要与泥炭沼泽形成时海水的影响有关，局部地区与物源条件和岩浆侵入有关。

大量研究表明一般受海水影响的泥炭沼泽，而后形成的煤中硫含量较高;硫化物矿物含量较高的物源区和岩浆侵入煤层也可形成煤层中硫含量的局部增高。Fe主要来自硫化物矿物(黄铁矿)和碳酸盐矿物(菱铁矿);P主要来自磷酸盐矿物。江西乐平晚二叠和晚三叠世煤的矿物学和地球化学研究表明晚三叠世煤中 Si、Al、Ca、P、K和 Mg含量明显高于晚二叠世煤，主要由于晚三叠世煤中具有相对较高含量的高岭石、石英、伊利石、菱铁矿和白云石矿物;而受海水影响明显的晚二叠世煤中 S和 Fe含量较高主要由于煤中具有相对较高含量的黄铁矿和白铁矿矿物(X.Querol等，2001)。