Sự hình thành than xảy ra ở bất cứ nơi nào có lượng lớn than bùn. Các mỏ này thường nằm sâu trong lòng đất và phải mất nhiều năm mới tích tụ được. Trầm tích than bùn chứa một phần lớn rêu nhưng tích tụ nhiều loại vật liệu hữu cơ khác khi chúng phát triển theo thời gian, bao gồm cả thực vật và lá cây, khoáng chất, đất sét và thậm chí cả xác động vật. Một số mỏ, đặc biệt là những mỏ nằm gần núi lửa, cũng có dấu vết của tro và than củi.
Các thành phần trong mỏ than phân hủy theo thời gian; rất nhiều vi khuẩn, mà xúc tiến quá trình, đẩy nhanh quá trình này. Quá trình phân hủy chất hữu cơ là một bước quan trọng trong quá trình than hóa, nhưng cặn than bùn phải được chôn trong trầm tích để quá trình chuyển hóa từ than bùn thành than đá diễn ra. Quá trình chôn lấp trầm tích ép nước thừa ra khỏi than bùn, cho phép nó hấp thụ các nguyên tử hydrocacbon phức tạp và nhiệt. Một loạt các phản ứng hóa học sau đây; hỗn hợp này trở nên giàu carbon và thải ra các chất thải, cuối cùng tạo ra sản phẩm cuối cùng là than.
