El carbón proviene de restos de vegetación formados en tiempos geológicos, que originalmente se acumularon como plantas en pantanos o fueron depositados en lagunas. La acumulación de limos y otros sedimentos, junto con movimientos en la corteza terrestre (movimientos tectónicos) enterraron estos pantanos y turberas, en algunos casos a una gran profundidad. A medida que iban quedando enterradas, las plantas fueron sometidas a elevadas temperaturas y presiones, las cuales causaron cambios físicos y químicos en la vegetación, transformándolas, con el correr de los tiempos en carbón. Inicialmente la turba, precursora del carbón, fue convertida en lignito ó carbón pardo, que son tipos de carbón con "madurez" orgánica baja. Luego de muchos millones de años, la continuidad de los efectos de la temperatura y presión produjeron cambios adicionales en el lignito, incrementando progresivamente su madurez y transformándolo al rango conocido como carbones sub bituminosos (Ver clasificación del carbón).
A medida que este proceso fue ocurriendo, una serie de cambios químicos y físicos provocan que el carbón se vuelva más duro y maduro, punto en el cual se le clasifica como bituminoso o carbón duro. Bajo las condiciones adecuadas, el incremento progresivo en la madurez orgánica continua, para finalmente formar la antracita.
El grado de "metamorfismo o carbonización”[2] a la que fue sometido el carbón, desde su forma de turba a antracita, tiene una importante relación con sus propiedades físicas y químicas y es lo que se conoce como el "rango" del carbón. Los carbones de bajo rango, tales como el lignito y los sub bituminosos, son típicamente más blandos, fácilmente desmenuzables, opacos y con apariencia de tierra; se caracterizan por tener altos niveles de humedad y bajo contenido de carbono, y por consiguiente, poca energía. Los carbones de alto rango son típicamente más duros y resistentes.
El incremento en el rango está acompañado por un aumento en los contenidos de carbono y de energía del carbón, así como de una disminución en el nivel de humedad. La antracita está en el tope del rango y por tanto, tiene los más altos contenidos de carbono y energía, y los menores niveles de humedad.
Los grandes depósitos de carbón sólo comenzaron a formarse después de la evolución de las plantas en el período Devónico, hace 400 millones de años. Durante el período Carbonífero (350 a 280 millones de años) ocurrieron acumulaciones en el Hemisferio Norte; durante el período Permiano – Carbonífero (350 a 225 millones de años) en el Hemisferio Sur y más recientemente, al final del período Cretáceo y principios de la era Terciaria (100 a 15 millones de años) en áreas tan diversas como EEUU, América del Sur, Indonesia y Nueva Zelanda.
Cuanto más antiguos son estos depósitos y mayor su recubrimiento, la transformación se encuentra más avanzada, y la potencia será menor que al comienzo, esto a raíz de la compresión y de las pérdidas en materias volátiles.
Aunque las características y riquezas dependen de muchas otras circunstancias, que no competen a este trabajo, se comprende el papel fundamental que juegan los procesos de formación en las características de los yacimientos y, por lo tanto, en las calidades de los distintos mantos de carbón.
