在距今4億至3.6億年前的泥盆紀時期，陝北是湖海沼澤，植物茂密，動物成群，氣候溫暖濕潤，後來隨著地殼不斷下沉，樹木被沉積的泥砂迅速淹埋，然後逐步形成了含煤岩系。
圖1，陝西在鄂爾多斯盆地的位置
此後，陝北煤田(主要指分布在陝西榆林市和延安市子長縣的煤)經歷過三次聚煤作用，形成了三個不同地質時代的煤田。
圖2，煤炭開採
陝北石炭二疊紀煤分布在府谷、佳縣、吳堡、綏德境內，主要煤種有長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤，特徵是低中灰、低磷、高發熱量，可採煤層11層，單層最大厚度為15.47米，面積約6631平方公里，東鄰黃河與山西相望。
圖3，陝北橫山煤田
陝北三疊紀煤集中分布在延安寶塔區、子長、富縣(稱子長礦區)，該煤田的主要特徵是低中灰、低硫、高發熱量，可採煤層6層，單層煤層厚度一般不超過1米，面積約4572平方公里。
圖4，煤炭資源開採
陝北侏羅紀煤田位於陝西省榆林市北部，北接內蒙古東勝侏羅紀煤田，兩者實為一體，統稱鄂爾多斯盆地東勝—神府侏羅紀煤田。
圖5，煤炭開採
陝北侏羅紀煤田從東北頭到西南端，依次劃分為神府新民礦區、榆神礦區、榆橫礦區和靖定預測區。煤田內自東向西煤層層數逐漸減少，多者達14層，少者為9層，面積26600平方公里。
圖6，陝北三疊紀古環境
各主要可採煤層結構均為簡單至較簡單，煤層穩定性及連續性好，是世界上八大煤田之一。
圖7，煤炭運輸
陝北侏羅紀煤田賦存煤層均為不粘煤和長焰煤，其中榆神礦區和神府新民礦區主要可採煤層均為特低灰、特低硫。
圖8，陝北侏羅紀野外煤層
中高發熱量、低熔灰份煤，並具有熱穩定性好、抗碎強度高、可磨性差、含油率高等特點，是優質的化工動力用煤。
