煤化工是指以煤炭為原料，經化學加工后使煤轉化為氣體、液體和固體燃料及化學品的過程。按照生產工藝的不同可分為煤焦化、煤氣化和煤液化；其中煤炭焦化為傳統型煤化工，主要產品有焦炭、煤焦油、PVC、合成氨和甲醇等，而新型煤化工以生產潔凈能源和可替代石油化工產品為主，如煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴、煤制乙二醇等。

煤化工開始于18世紀后半葉，19世紀形成了完整的煤化工體系。進入20世紀，許多以農林產品為原料的有機化學品多改為以煤為原料生產，煤化工成為化學工業的重要組成部分。第二次世界大戰以后，石油化工發展迅速，很多化學品的生產又從以煤為原料轉移到以石油、天然氣為原料，從而削弱了煤化工在化學工業中的地位。煤中有機質的化學結構，是以芳香族為主的稠環為單元核心，由橋鍵互相連接，并帶有各種官能團的大分子結構，通過熱加工和催化加工，可以使煤轉化為各種燃料和化工產品。焦化是應用最早且至今仍然是最重要的方法，其主要目的是制取冶金用焦炭，同時副產煤氣和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烴。煤氣化在煤化工中也占有重要的地位，用于生產城市煤氣及各種燃料氣，也用于生產合成氣；煤低溫干餾、煤直接液化及煤間接液化等過程主要生產液體燃料。