巨野煤田的地质构造丰富多样，主要由奥陶系、中石炭统、上石炭统、下二迭统和上二迭统的岩层构成。奥陶系中、下统厚约800米，主要由石灰岩和白云质灰岩组成，夹杂少量钙质泥岩。中石炭统的本溪组厚度在5.2米至35.35米，石灰岩为主，夹有泥岩，有时可见煤线。
上石炭统的太原组厚度140.51至174.5米，主要由粉砂岩、细粒砂岩和薄层灰岩构成，其中包含22层薄煤和13层灰岩，部分可采，煤层多集中于煤田中部。
下二迭统山西组厚约65米，由砂岩、粉砂岩和煤层组成，北部、中东部和南部的煤层不同程度受到冲蚀。下二迭统下石盒子组以泥岩和粉砂岩为主，厚度约55米。
上二迭统上石盒子组残厚最大可达488.90米，岩性主要为泥岩、粉砂岩和砂岩。上第三系和第四系分别为厚272.50至596.30米和92至180.10米，岩性以粘土、砂质粘土为主，构造上呈现南北向向东南倾斜的宽缓向斜构造。
岩浆岩方面，晚期燕山时期的煌斑岩侵入煤系地层，形成无烟煤、天然焦，对煤层性质产生影响。煤田内主要的煤质区包括3煤层、15上、16上等，煤质复杂，从低灰到中灰，发热量差异较大。
在开采技术条件上，新生界的第四系和上第三系地层厚度较大，地质条件复杂，对矿井建设构成挑战。煤田的温度和瓦斯风化带特征也对安全开采提出了要求。
未来发展规划中，计划在金乡、梁宝寺和巨野矿区中部建设大型矿井，预测储量有待进一步勘探。总体来看，巨野煤田具有丰富的地质资源和潜在的开发价值。
本煤田位于山东省西南部，包括巨野、金乡、梁宝寺等区。现已探明总地质储量55．7亿吨，主要煤藏以国家紧缺的焦煤、肥煤为主，具有高热值、低灰分、低含硫等特点，平均厚度6．6米，适合建设大型和特大型矿井，是山东乃至华东地区尚未开发的最好、最大的一块煤田，属菏泽、济宁两市管辖。巨野煤田规划有7对矿井，建成后每年可产煤1800万吨，平均服务年限达60多年，将有效地解决山东省乃至华东地区的能源供应紧张问题。2007年3月28日正式在其所在地产出“乌金”。