上記2つの作用によって、堆積した植物が腐敗泥炭化して地中に埋没し、ここに加圧、乾留作用が加わる。加圧作用では植物を圧縮して、ち密質にする。乾留の熱は、地層の断層としゅう曲等の大移動、火山岩の侵入、温泉熱等によって乾留される。
石炭は、この圧力、温度と乾留時間の長短によって亜炭、褐炭、瀝青炭や無煙炭になっている。
また、火山岩の侵入によって高温度になった部分は、すこぶる炭化作用が進んで無煙炭や「せん石」（天然コークス）となることは珍しいことではない。天草の無煙炭や筑豊の「せん石」がその一例である。