Proces powstawania węgla trwa miliony lat. Obecnie używany węgiel zaczął powstawać ponad 300 milionów lat temu jako żywe drzewa, paprocie i inne rodzaje materiału roślinnego. Węgiel jest surowcem nieodnawialnym, ponieważ czas potrzebny na jego formowanie znacznie przekracza tempo, z jakim człowiek go używa.
Proces węgielotwórczy, znany jako ucywilizowanie, obejmuje fizyczne i chemiczne zmiany torfu. Torf zawiera części roślin, gnijące rośliny i produkty procesu rozkładu. Aby utworzyć torf, tempo wzrostu roślin musi przekraczać tempo, z jakim bakterie mogą rozkładać materiały, tak jak dzieje się to w wodzie bagien i bagien, gdzie działanie bakterii zwalnia z powodu braku tlenu.
Koalicja wymaga pochówku grubych warstw torfu. Nacisk warstw osadzonych nad torfem zaczyna ściskać materiały roślinne i wyciska z nich wodę. Ciśnienie, ciepło i czas powodują wiele zmian w materiałach, o czym świadczy tworzenie się metanu. Proces ten zwiększa procent węgla w węglu. Jakość węgla zależy od tego, kiedy górnicy usuwają go z ziemi podczas procesu ukorzeniania. Im dłużej węgiel jest pochowany, tym większa jest zawartość węgla. Przy wystarczającej ilości czasu i ciśnienia materiały przekształcają się w grafit, minerał zawierający tylko węgiel.
