当泥岩沉积被掩埋，并随着温度和压力的增加而转变成煤时，它的物理和化学性质发生了深刻的变化。“煤阶”这一概念用来将这一转变步骤细分成几个阶段，并且定义同各个阶段相关的属性。随着煤埋藏深度的增加，煤阶从褐煤，亚烟煤，烟煤到无烟煤间不断变化，煤处于哪种煤阶是很重要的，因为无烟煤煤阶的煤层很可能是最好的煤层气储层。较不成熟的煤层将产生并保持较高少的煤层气，而较成熟的煤层的渗透率较低。一些指标，包伙碳含量，氢含量或者挥发性物质含量等，可以用来确定任一给定煤层样品的煤阶段。一种叫做
镜质体反射率测定的既简单又便宜的技术被最常用来确定煤阶。这种测量方法是通过确定从煤层样品中反射出来的入射光线的多少来进行的。镜质体反射率随着煤的成熟度增加而有规则地增大，并且同煤的成分无关。