Batubara terbentuk dari tumbuh-tumbuhan yang mengalami proses pembusukan, pemampatan dan proses perubahan sebagai akibat bermacam-macam pengaruh kimia dan fisika. Proses pembentukan dari sisa-sisa tumbuhan menjadi gambut kemudian menjadi batubara muda sampai batubara tua tarbagi dalam dua tahap :
1. Tahap Biokimia
Pada tahap ini terjadi proses pembusukan sisa-sisa tumbuhan yang disebabkan oleh kerja bakteri anaerob. Produk dari proses ini adalah gambut, sehingga tahap ini sering disebut tahap penggambutan (patification).
2. Tahap Geokimia
Tahap ini disebut sebagai proses pembatubaraan (coalification), hal ini ditunjukkan dengan bertambah gelapnya warna dari massa pembentuk batubara, naiknya tingkat kekerasan, dan terjadinya perubahan tekstur. Pada proses ini terjadi proses peubahan dari gambut menjadi lignit, sub-bituminus dan antrasit menjadi menjadi meta-antrasit.
Adapun urutan proses pembentukan batubara sebagai berikut :
1. Gambut.
Gambut merupakan tumbuhan yang telah mati dan mengalami dekomposisi sebagian serta terakumulasi dalam payau. Pada waktu pengambilannya, kandungan airnya antara 80% - 90% tetapi setelah dikeringkan di udara terbuka kandungan airnya hanya 5% - 6%. Gambut cocok untuk dijadikan bahan bakar, hanya saja nilai kalorinya kecil.gambut kering dapat dibuat menjadi briket dengan proses tekan ataupun dengan menggunakan zat pengikat seperti tar.
2. Lignit
Lignit biasanya mengandung sedikit material kayu dan mempunyai struktur yang lebih kompak jika dibandingkan dengan gambut. Lignit yang baru di tambang mempunyai kandungan air antara 20-24 % dengan nilai kalori 3056-4611 kal/gram, sedangkan untuk lignit bebas air dan abu berkisar antara 10000-11100 kal/gram.
3. Sub bituminus
Batubara jenis ini biasanya berwarna hitam mengkilap seperti kilapan logam, tetapi karakternya sering berubah. Pada waktu di tambang, nilai kalorinya sekitar 4440-6110 kal/gram dengan kandungan air mencapai 40 %.
4. Bituminus
Batubara jenis ini memiliki nilai kalori antara 4440-8330 kal/gram. Batubara jenis ini digolongkan dalam beberapa sub-kelas berdasarkan peran dan keragamannya yaitu : bituminus dengan kandungan zat terbang tinggi, menengah, dan rendah.
5. Semi antrasit
Batubara jenis ini memiliki karakter antara batubara bituminus dengan kandungan zat terbang tinggi dengan antrasit,yaitu berkisar antara 8-14 %, sehingga batubara jenis ini lebih mudah terbakar dibandingkan dengan antrasit dengan nyala sedikit kekuning-kuningan.
6. Antrasit
Biasa disebut batubara keras. Sifat dari antarsit ini ditentukan oleh susunan keteraturan molekul dan derajat kilap. Antrasit memiliki nilai kalori tinggi antara 7200-7780 kal/gram dengan nyala biru pucat dan bebas asap.
