成煤有机物质在沉积过程中堆积成藏，必须要有适宜的古地理环境，聚煤古地理环境不是固定不变的，它随着古植物的演化及古构造条件的改变而不断变化。
新元古代至早古生代腐泥煤聚煤时期，成煤植物菌藻生长在热带和亚热带海洋中，在浅海覆水下堆积形成腐泥煤。中国南方大陆腐泥煤主要形成于陆架海局限盆地、边缘海斜坡、边缘海盆地等古地理环境。
早、中泥盆世成煤植物主要为裸蕨类，晚泥盆世—晚二叠世早期主要为孢子植物的蕨类和裸子植物的种子蕨，这些植物只能生长在滨海湿润环境中。中国石炭、二叠纪煤主要形成于陆表海滨海古地理环境，华北陆块大部为滨海平原、滨海潟湖、沙滩、沙坝、三角洲、滨海湖泊等沉积环境，华南板块晚二叠世含煤建造有浅海相沉积环境。
中生代早、中期出现过渡性的成煤古地理环境，晚三叠世四川（川黔滇）前陆盆地，早期为残余海湾—潟湖环境，后期逐渐过渡为陆内河湖沉积环境。晚侏罗—早白垩世三江盆地亦有近海过渡相沉积。
晚三叠世晚期至早白垩世，成煤植物已经出现适应干旱气候较强的裸子植物，松柏纲类针叶植物具有强抗旱和抗寒特性，在陆地内部包括丘陵、山地有成煤裸子植物生长，为陆内盆地成煤准备了物源条件。早、中侏罗世含煤盆地，如鄂尔多斯、准噶尔盆地均由周邻低山或丘陵围限形成内陆盆地，由周缘河流相沉积，向盆地内过渡为滨湖相、滨湖三角洲相、湖泊相沉积，聚煤带主要发育在滨湖三角洲沼泽沉积相带，由于鄂尔多斯湖盆较浅，聚煤带分布较广，而准噶尔湖盆较深，聚煤带分布在湖盆中心的一侧。中生代断陷或坳陷含煤盆地多为山间湖盆，其成煤有机质物源均以陆生裸子植物为主。
新生代时期，印度板块与藏滇板块拼接，新特提斯洋封闭，青藏高原隆升，中国大陆形成自西而东三个阶梯，除东部邻海外皆为大陆成煤环境。第三纪成煤植物已进化到以被子植物为主，被子植物种属繁多，抗旱、抗寒能力更强，因此山间断陷或坳陷盆地都可能有成煤物源。第三纪含煤盆地台西及南黄海、东海和南海为近海沉积盆地，盆地规模较大。陆内盆地一般规模较小，形成狭小的山间湖泊盆地，因而盆地内河流相、沼泽相、湖泊相发育，山麓冲积、洪积相往往叠置形成巨厚的堆积层。
在主要成煤期又有充足的物源条件下，古地理因素往往是成煤与否和聚煤优劣的决定性因素。中国大陆石炭、二叠纪含煤盆地是最具典型的实例。华北与华南石炭、二叠纪含煤盆地，一个发育在华北陆块早古生代克拉通盆地基础上，一个发育在扬子陆块早古生代克拉通盆地与南华加里东褶皱带拼合的地块基础上。华北晚古生代含煤盆地是经夷平围限较好的陆表海盆地，石炭、二叠纪海水自北而南有序退覆，形成自北而南、由老至新多组煤系地层。华南晚古生代含煤盆地在古气候、古植物条件等方面并不亚于华北盆地，但陆表海盆基底并不平坦，围限海盆的古陆活动性较强，海盆中古陆亦时起时伏，早石炭至晚二叠世海盆分割、变迁，仅晚二叠世龙潭期聚煤规模最大，其它时期成煤往往期数多、煤层薄、规模小，总体聚煤条件不如华北盆地。塔里木石炭二叠纪含煤盆地聚煤较差，除古植物条件较差，物源供给不足外，古地理因素也是重要原因，晚石炭世盆地东缘隆升，形成一个向西开口的海湾，未能形成较好的沉积岩相古地理条件，聚煤短暂再加物源供给不足，因而未能形成规模较大的富煤盆地，二叠纪海侵后仅柯坪坳陷具有成煤古地理条件。