อุตสาหกรรมถ่านหินเป็นกลุ่มธุรกิจทั่วโลกที่เกี่ยวข้องกับการทำเหมืองและการแปรรูปถ่านหินและการใช้ในภายหลัง ถ่านหินเป็นแร่ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่พบในหลายสถานที่ทั่วโลก มันเผาไหม้อย่างรวดเร็วดังนั้นจึงถูกใช้อย่างกว้างขวางในการผลิตพลังงาน ถ่านหินและผลิตภัณฑ์พลอยได้มีการใช้ในอุตสาหกรรมอื่น ๆ เช่นการผลิตเหล็ก อุตสาหกรรมถ่านหินเป็นที่ถกเถียงกันในหลายพื้นที่เนื่องจากมลพิษและปัญหาสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ
ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลซึ่งหมายถึงผลผลิตจากการสลายตัวของสารอินทรีย์ที่ถูกเปลี่ยนเป็นแร่ที่ติดไฟได้โดยกระบวนการทางธรณีวิทยา กระบวนการเหล่านี้ใช้เวลาหลายล้านปีและในเวลานั้นมีแหล่งถ่านหินจำนวนมากถูกทิ้งไว้ที่หรือใกล้พื้นผิวโลก เงินฝากเหล่านี้เรียกว่าตะเข็บถ่านหินสามารถเข้าถึงได้ง่ายโดยมนุษย์ก่อนโดยการสร้างตะเข็บสัมผัสและต่อมาโดยการขุดเพื่อขุดถ่านหิน ถ่านหินถูกเผาเป็นเชื้อเพลิงมาหลายพันปีแล้ว เมื่อการปฏิวัติอุตสาหกรรมเริ่มขึ้นในศตวรรษที่ 18 ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงหลักที่ใช้ในโรงไฟฟ้าและเครื่องจักร
อุตสาหกรรมถ่านหินที่ทันสมัยประกอบด้วย บริษัท หลายร้อยแห่งในประเทศต่างๆทั่วโลกที่เกี่ยวข้องกับการทำเหมืองถ่านหิน ถ่านหินถูกลบออกจากตะเข็บใต้ดินโดยการขุดหลุมแบบเปิดทำให้เกิดหลุมขนาดมหึมาบนพื้นผิวโลกหรือการขุดเพลาซึ่งเป็นกระบวนการที่อันตรายที่ส่งคนงานเหมืองเข้าไปในอุโมงค์ที่บางครั้งมีระยะทางลึก เมื่อขุดแล้วจะใช้ถ่านหินในกระบวนการทางอุตสาหกรรมต่าง ๆ รวมถึงการผลิตกระแสไฟฟ้า โรงไฟฟ้าทั่วโลกเผาถ่านเพื่อผลิตไอน้ำซึ่งจะไปกระตุ้นกังหันและผลิตกระแสไฟฟ้า ประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ของกำลังของโลกถูกสร้างขึ้นด้วยวิธีนี้ในปี 2011
อุตสาหกรรมถ่านหินยังผลิตเชื้อเพลิงอื่น ๆ อีกมากมายรวมถึงเอทานอลน้ำมันดีเซลและเชื้อเพลิงเหลวที่เรียกว่าก๊าซถ่านหิน ผลพลอยได้ที่สำคัญของถ่านหินคือถ่านโค้กซึ่งเป็นสารที่ใช้ในการผลิตเหล็กหล่อและเหล็ก ผลพลอยได้จากถ่านหินอื่น ๆ ได้แก่ แอมโมเนียและน้ำมันถ่านหินซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมเคมีและแม้แต่การใช้งานทางการแพทย์
น่าเสียดายที่การเผาถ่านหินสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่เชื่อกันว่ามีส่วนทำให้เกิดภาวะโลกร้อน มีวิธีการผลิตที่เรียกว่าพลังงานถ่านหินสะอาด แต่กระบวนการเปลี่ยนเป็นวิธีการเหล่านี้ช้าเนื่องจากค่าใช้จ่ายสูงในการเปลี่ยนโรงไฟฟ้าที่มีอยู่ ข้อเสียอื่น ๆ ของอุตสาหกรรมถ่านหิน ได้แก่ อันตรายจากการขุดถ่านหิน คนงานเหมืองหลายชั่วอายุคนได้รับความทุกข์ทรมานจากสภาพที่เรียกว่าปอดดำอันเป็นผลมาจากการสูดดมฝุ่นถ่านหิน ฝุ่นถ่านหินและถ่านหินที่ไวไฟสูงได้สร้างไฟและการระเบิดใต้ดิน ยกตัวอย่างเช่นในเดือนเมษายน 2010 มีคนงานเหมือง 29 คนถูกสังหารโดยการระเบิดของเหมืองถ่านหินในเวสต์เวอร์จิเนีย
