Le principal élément présent dans le charbon est le carbone. Le carbone constitue la majorité de la matière organique qui forme le charbon, tandis que d'autres éléments tels que l'hydrogène, l'oxygène, l'azote et le soufre sont également présents en plus petites quantités. Le pourcentage de carbone dans le charbon peut varier en fonction du rang du charbon, les charbons de rang supérieur ayant une teneur en carbone plus élevée. Par exemple, le charbon anthracite, qui est le charbon de rang le plus élevé, peut contenir jusqu'à 97 % de carbone, tandis que le lignite, qui est le charbon de rang le plus bas, peut contenir moins de 70 % de carbone.