Вугілля утворювався в різні періоди розвитку Землі. Найтривалішим періодом, коли утворювався вугілля, вважається Пенсільванський період, який почався приблизно 250 000 000 лет назад і тривав близько 35 000 000 років. Інша частина вугілля сформувалася в період від одного до ста мільйонів років тому.
Що відбувалося в той час і як утворилося вугілля? Вугілля розташовується в земній корі у вигляді пластів довжиною до декількох кілометрів і завтовшки до трьох метрів між скельними породами. Вугілля є залишки найдавніших дерев і рослин, які росли в болотистих джунглях в теплому вологому кліматі сотні мільйонів років тому.
У таких болотах переважали швидкорослі очерети і папороті гігантських розмірів. Згодом вони відмирали і падали в болото. Це рятувало їх від гниття. Бактерії переробляли деякі частини дерев, перетворюючи, їх в. газ, який розсіювався. Залишалася чорна маса, що складається в основному з вуглецю. Надалі вона перетворювалася в пласт вугілля.
Буйна рослинність поступово нарощувала цей пласт до товщини в кілька метрів. Зрештою цей процес зупинявся, коли дана ділянка покривався водою. В результаті пласти вугілля покривалися шарами донних відкладень і піску.
Згодом тиск верхніх шарів витісняло рідина, залишаючи пастоподібну масу, яка, повільно застигаючи, перетворювалася на вугілля. У деяких місцях цей процес повторювався кілька разів. Утворився шар опадів покривався водою, на цьому місці заново утворювалося болото. Знову з'являвся шар рослинності, і знову він затоплюваних. Таким чином створювалися шари вугілля, розділені між собою мулом і піском, з часом затверділими.
Для перетворення дерева в вугілля потрібні багато тисяч років. Легко бачити підтвердження того, що вугілля стався від дерева. Зрідка в вугіллі знаходять добре збереглися відбитки папороті, кори дерев, а також скам'янілі шматки стовбурів і пні.