煤是混合物，不是纯物质。构成煤的元素主要包括碳、氢、氧、氮和硫，此外还有极少量的磷、氟、氯和砷。
碳和氢是煤燃烧时产生热量的元素，氧是助燃元素。煤燃烧时，氮气并不产生热量，而是在高温下转化为氮氧化物和氨，以游离状态析出。硫、磷、氟、氯、砷是煤中的有害成分，其中硫最为重要。煤燃烧时，大部分硫被氧化成二氧化硫，随烟气排放，污染大气，危害动植物生长和人体健康，腐蚀金属设备。高硫煤用于冶金炼焦时，也会影响焦炭和钢材的质量。
