Исходным материалом для образования угольных пластов была буйная растительность каменоугольного периода. Для преобразования растительной массы в уголь необходимы определенные условия. Обязательным условием постепенной углефикации растительной массы являются водохранилища, в которые они попадают. В болотах и заливах каменоугольного периода, как и в теперешних болотах, были особые бактерии, которые питаются кислородом растительных тканей. Вследствии жизнедеятельности этих микроорганизмов в растительной массе содержание кислорода уменьшается, а углерода увеличивается. Растительная ткань утрачивает свою форму, утончается и преобразуется в торф. В каменноугольном периоде восток Европы был покрыт морем и двумя большими заливами. Первый залив покрывал территорию Подмосковного угольного бассейна, другой - Донбасса. Московский залив около берегов был разбит многочисленными озерами, которые покрывали территорию, на которой сейчас добывают бурый уголь.
На протяжении десятков миллионов лет суша, озера и море сменяли друг друга, вследствии чего в Подмосковье складировались пласты глины и песка, а между ними растительный материал каменноугольного леса. Затем, благодаря движению земной коры, дно Московского залива понизилось и на нем начали отлагаться пласты песчаника, глины, песка. Глубина залегания пластов бурого угля здесь невелика и не превышает 80 м.
На территории Донецкого залива угольные пласты образовывались в других условиях. Неглубокий залив многократно заполнялся песком и глиной, которые приносились древними ручьями. Места обмеления залива заболачивались, на болотах вырастал лес. Периодически дно залива опускалось и он становился более глубоким. Опускание земной поверхности в Донбассе имело периодический характер, вследствие чего процесс образования угля повторялся, что способствовало отложению большого количества угольных пластов. Между пластами образовались глинистый и песчанистый сланцы, песчаники и известняки. Вначале угольные пласты лежали горизонтально, но потом вследствие горообразовательных процессов в земной коре они сменили свое положение вплоть до вертикального.

Геологи и химики установили, что сорт угля зависит не от общего его возраста, а от условий углеобразования. В тех местах, где опускание поверхности было небольшим и осадков сверху накопилось немного, слои сохранили горизонтальное положение, а песок и ил остались рыхлыми и малоуплотненными. Торф в этом случае превращается в бурый уголь, а не в каменный или антрацит. Именно такие условия характерны для подмосковных угольных пластов.
В Донбассе угольные пласты, благодаря горообразовательным процессам, подверглись большому давлению, влиянию высоких температур и глубины. Все это обусловило качественные изменения растительного материала (образовывались каменный уголь и антрацит). Установлено также, что сложные процессы углеобразования нельзя свести только к геологическим явлениям. В биографии угольных пластов большое значение имеет деятельность микроорганизмов. Поэтому каменный уголь имеет большое количество сортов.

Таким образом, ископаемые угли произошли в результате накопленя растительных остатков на дне болот. В состав углей входят органическое вещество, примеси и влага. Органическое вещество состоит из углерода (5597%), кислорода (1,5-1,6%), азота (до 1,5%), серы (0,5-4%) и других химических веществ. Горючими веществами угля являются углерод, водород и отчасти сера. При сгорании угля образуются твердые остатки (зола), в состав которой входят глина, кремний (песок) и другие породы.

В зависимости от содержания углерода и других составных частей ископаемые угли делят на бурые, каменные и антрациты. Энергетический состав углей определяется их теплотворной способностью - количеством тепла, получаемого при сжигании 1 кг топлива, В свою очередь теплотворная способность углей зависит от содержания в них углерода.
Бурые угли содержат 55-75% углерода и много влаги. Теплотворная способность их составляет 20000-30000 кДж/кг. При хранении на открытом воздухе, они быстро выветриваются, теряя теплотворную способность. Их используют как энергетическое топливо и для получения различных химических продуктов.