煤层总是产于一特定的岩石组合中。地质学家将这种组合的岩石，叫煤系地层。煤系地层除产有煤外，常常还含有许多共生、伴生矿产。这些矿产对国民经济同样具有重要意义。
要形成可供开采的煤层，一般需要三个条件，这就是：一是气候要潮湿，有利于植物的生长；二是有利的古地理条件，即在大型的沉积盆地的边缘，这样植物的遗体死亡后被水淹埋而不至于很快腐烂分解；三是有利的地球动力条件，要求地壳运动不能强烈，使有较长的时间保持有利的成煤矿环境。以上的条件，、对于形成一些沉积矿产也是很有利的。温暖潮湿的气候，有利矿物、岩石的风化，而上述古地理条件，也是其它沉积矿床适于沉积的区域。例如，在地壳中分布最广，约占地壳重量75%的长石，经这种风化作用后，可产生高岭石、铝土矿等矿物，这些产物被搬运到湖边、海边沉积下来，就形成了高岭土矿床和铝土矿床。此外，煤层中有机质可选择性吸附一些金属元素，使这些金属元素在煤层中富集成矿。