煤除了含有部分矿物杂质和水外，其他都是有机物质。煤中的有机物质主要是由碳、氢、氧、硫等五种元素而组成的。煤中碳的含量是随着煤的煤化程度的加深而增高。如可由接近植物纤维素和木质素的泥炭、褐煤变到接近半石墨的无烟煤。通常也常把煤的炼化程度称作变质程度。相对应的煤中氢和氧的含量则是随着煤的炼化程度的加深而显著降低。因此很早以前就把元素组成作为煤炭科学分类的指标之一。

    煤中氮的主要由成煤的植物中蛋白质而转来的。以蛋白质氮的形态存在的氮只见于泥炭和褐煤炎中，在烟煤中很少见或者几乎没有。煤中氮通常均为有机氮化，其中有一些杂环型的、在贫煤和无烟煤杂环比例会更多一些。在泥炭和褐煤中又是以蛋白质氮形态存在。

    氧是煤中的主要元素之一。氧在煤中存在的总量和形态直接影响着煤的性质。

    煤的元素组成还用来计算煤的发热量，它估算和预测煤的低温干馏产物。以煤作燃料的动力工业中，热工计算时则必须要以煤的元素组成作为基础，来计算燃烧产物和热平衡。

        煤的无机组分中也会有少量的碳、氢、氧、硫等元素，在了解了煤中有机持的元素组成及对煤进行分类时，应以重液洗选后的浮煤来测定。