O principal elemento encontrado no carvão é o carbono. O carbono constitui a maior parte da matéria orgânica que forma o carvão, enquanto outros elementos como hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e enxofre também estão presentes em quantidades menores. A percentagem de carbono no carvão pode variar dependendo da classificação do carvão, sendo que os carvões de classificação mais elevada têm um teor de carbono mais elevado. Por exemplo, o carvão antracite, que é o carvão de classificação mais elevada, pode conter até 97% de carbono, enquanto a lenhite, que é o carvão de classificação mais baixa, pode conter menos de 70% de carbono.