Het belangrijkste element in steenkool is koolstof. Koolstof vormt het grootste deel van het organische materiaal dat steenkool vormt, terwijl andere elementen zoals waterstof, zuurstof, stikstof en zwavel ook in kleinere hoeveelheden aanwezig zijn. Het percentage koolstof in steenkool kan variëren afhankelijk van de rangorde van de steenkool, waarbij steenkool van een hogere rang een hoger koolstofgehalte heeft. Antracietsteenkool, de steenkool van de hoogste rang, kan bijvoorbeeld tot 97% koolstof bevatten, terwijl bruinkool, de steenkool van de laagste rang, minder dan 70% koolstof kan bevatten.