การเผาไหม้ถ่านหินเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการเผาไหม้ของหินตะกอนหรือหินแปรบางประเภทเพื่อผลิตพลังงานความร้อน การใช้งานหลักสำหรับการเผาไหม้ถ่านหินคือการเผาหม้อไอน้ำในโรงไฟฟ้าแม้ว่ามันจะถูกเผาเพื่อวัตถุประสงค์อื่นเช่นความร้อนและแหล่งพลังงานของหัวรถจักร ในประเทศเช่นสหรัฐอเมริกามีการใช้ถ่านหินประมาณ 10% ของปริมาณการใช้ในแต่ละปีเท่านั้นนอกเหนือจากการผลิตพลังงาน แต่ละปีมีการเผาถ่านหินหลายพันล้านตันคิดเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของกระแสไฟฟ้าทั้งหมดที่เกิดขึ้นทั่วโลก
มีสารตั้งต้นถ่านหินและถ่านหินหลายชนิดซึ่งทั้งหมดเกิดขึ้นเมื่อวัสดุชีวภาพบางชนิดเผชิญกับแรงกดดันที่สูงมากในระยะเวลานาน วัสดุเหล่านี้ส่วนใหญ่มาใช้เป็นเชื้อเพลิงตั้งแต่พีทจนถึงแอนทราไซต์ถ่านหิน คาร์บอนที่มีความเข้มข้นสูงทำให้ถ่านหินติดไฟได้ง่ายและอนุญาตให้เผาไหม้ได้นานกว่าวัสดุเช่นไม้ ถ่านหินประเภทบิทูมินัสและบิทูมินัสจัดเป็นหินตะกอนและมีสิ่งเจือปนมากกว่าแอนทราไซต์ที่เปลี่ยนแปลงยาก ทั้งสามมักจะใช้เป็นเชื้อเพลิงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าถ่านหิน
เมื่อถ่านหินถูกเผาไหม้เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยทั่วไปจะถูกบดเป็นผงละเอียดเป็นครั้งแรก จากนั้นฝุ่นถ่านหินจะจุดประกายภายในเตาเผาที่ติดอยู่กับหม้อไอน้ำ การเผาไหม้ถ่านหินอาจส่งผลให้เกิดความร้อนซึ่งทำให้น้ำในหม้อไอน้ำกลายเป็นไอน้ำ ไอน้ำอาจถูกนำมาใช้เพื่อเปิดใช้งานกังหันที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้
หนึ่งในผลพลอยได้จากการเผาไหม้ถ่านหินหลักคือเถ้าซึ่งอาจอยู่ในรูปของก้นหรือเถ้าลอย สิ่งเจือปนจำนวนมากที่มีอยู่ในถ่านหินสามารถหนีออกมาจากโรงไฟฟ้าในรูปแบบของเถ้าลอยหากไม่ดำเนินมาตรการที่เหมาะสมในขณะที่สิ่งอื่น ๆ ติดอยู่ในเถ้าก้น ขี้เถ้าทั้งสองชนิดนี้สามารถเรียกคืนได้สำหรับใช้ในซีเมนต์หรือแยกออกเป็นสิ่งสกปรกพื้นฐานเช่นอลูมิเนียมและเหล็กแม้ว่าจะพบยูเรเนียมและวัสดุฟิชชั่นอื่น ๆ ได้เช่นกัน วิธีหนึ่งในการลดปริมาณเถ้าที่เกิดขึ้นคือการเผาไหม้น้ำและถ่านหินแทนที่จะเป็นฝุ่นในอากาศ
นอกเหนือจากการผลิตกระแสไฟฟ้าแล้วการเผาไหม้ถ่านหินยังถูกใช้สำหรับงานอุตสาหกรรมอื่น ๆ อีกมากมาย การใช้งานร่วมกันอย่างหนึ่งสำหรับถ่านหินคือเปลี่ยนเป็นถ่านโค้กซึ่งเป็นสารที่มีคาร์บอนมาก กระบวนการถ่านโค้กเกี่ยวข้องกับการทำให้ถ่านหินบางประเภทมีอุณหภูมิสูงมากโดยไม่ให้ออกซิเจนเพียงพอสำหรับการเผาไหม้เต็มรูปแบบ โค้กมีประโยชน์หลายอย่างแม้ว่ามันจะมีความสำคัญต่อการทำงานของเตาหลอมระเบิดในการผลิตเหล็ก
