燕山期是中国大陆地质发展历史的重大变革时期，亦是最重要的成煤时期。燕山早期形成的侏罗纪含煤盆地改变了晚古生代以来的分布格局，含煤盆地主要分布在塔里木—华北板块的北部和准噶尔—兴安活动带，含煤盆地在南方大陆几乎已经绝迹。古气候、古植被是导致中生代含煤盆地形成和分布的重要因素。早、中侏罗世，中国大陆气候带以昆仑—祁连—秦岭一线为界，南侧干旱—半干旱气候带多形成红色沉积盆地，北侧处于温暖潮湿气候环境，有利于银杏、苏铁类造煤植物生长，裸子植物异常繁盛。晚侏罗世，干旱—半干旱气候带北迁至阴山、燕山山脉一线，含煤盆地主要发育在其北构造带内。
早、中侏罗世含煤盆地大体上可分为拗陷型和断陷型两类。分布在华北陆块叠置于晚古生代及三叠纪含煤盆地之上的鄂尔多斯盆地（原型）是大型陆内河湖相前陆拗陷型沉积盆地，发育较好，含煤性好。分布在上扬子陆块叠置在晚古生代及三叠纪含煤盆地之上的川北盆地，侏罗纪原型前陆坳陷盆地范围较大，但含煤沉积已退缩至四川盆地北部的边缘，虽属陆相碎屑岩含煤沉积，含煤性较差，分布范围狭小。断陷型盆地可分为前陆断陷盆地与地堑型断陷盆地。前陆断陷盆地主要分布在西部，由活动带边缘推覆体逆冲形成单断坳陷，再发展为不对称式坳陷盆地，沉积范围较广，盆地规模较大，在成煤条件优越时形成大型含煤盆地，如准噶尔盆地。分布在塔里木陆块周缘的塔北（库车）、塔东、塔西南、塔东南等盆地，属前陆型断陷盆地，沉积范围广阔，但含煤性较弱。地堑式断陷盆地多半发育在构造活动带，亦有的发育在微陆块之上（伊宁盆地），由于基底断裂活动形成单边或双边甚至更为复杂样式的断陷盆地。分布在西部的伊宁、焉耆、吐鲁番—哈密、北山等断陷型含煤盆地，受特提斯构造域的影响，盆地呈北西、北西西走向，以山间盆地陆相沉积为特征；分布在东部的华北陆块北缘盆地群，松辽深部断陷盆地群，受滨太平洋构造域影响，盆地呈北东、北北东走向，陆相含煤碎屑岩沉积中发育有较多的中、基性火山岩，表现出断陷盆地成生时较强的活动性。
早、中侏罗世含煤盆地的类型不同，充填方式亦有差别。大型坳陷含煤盆地聚煤期充填过程一般经历三个阶段，即早期河流充填阶段，形成底砾岩或粗碎屑岩沉积组合，局部亦可为含煤碎屑沉积组合；中期湖泊—三角洲充填阶段，盆地边缘形成粗屑冲积为主的含煤碎屑组合及滨湖三角洲含煤碎屑沉积组合，盆地沉积中心形成以湖相为主的细碎屑沉积组合，不含煤或少含薄层煤；晚期河流充填阶段，形成粗碎屑沉积组合或含煤碎屑沉积组合。上述充填过程往往具有重现性。聚煤期岩相带在盆地中展布呈现环带状，从盆地边缘至沉积中心依次发育冲、洪积相带，滨湖三角洲相带和湖泊沉积相带。浅水湖盆型比深水湖盆型具有较宽的滨湖三角洲相带。中小型充填过程在东西部有所差别，西部的小型山间湖盆型含煤盆地聚煤期充填过程分为两个阶段，即早期河流充填阶段，形成底砾岩、粗碎屑岩及含煤碎屑岩沉积组合；晚期湖泊充填阶段，形成湖泊相为主的细碎屑岩沉积组合。伊宁、焉耆盆地聚煤作用主要发生在湖泊充填阶段的早期，与滨湖三角洲环境密切相关。天祝（大通河）含煤盆地聚煤作用主要发生于河流充填阶段的后期，煤的聚积主要与河流的废弃、碎屑物源补给不足有关，湖泊充填阶段聚煤作用微弱。东部的中小型山间湖盆型含煤盆地，地处滨太平洋构造活动带，燕山早期构造活动强烈，分布于燕山、阴山一带的含煤盆地在早侏罗世有中、基性火山岩侵入，大兴安岭东坡含煤盆地早、中侏罗世有多期中、基性火山岩侵入。盆地和充填过程仍可分为早期河流及晚期湖泊两个充填阶段，聚煤作用主要发生于河流充填阶段的后期和湖泊充填阶段的早期，由于聚煤期同期构造活动强烈，聚煤程度较差。从总体上分析，聚煤程度以大型含煤盆地最好，西部中小型含煤盆地为次，东部中小型含煤盆地较差。
不同类型含煤盆地的不同充填方式致使含煤盆地富煤特征有很大差异。大型坳陷含煤盆地富煤带沿盆地边缘展布，滨湖—三角洲岩相带控制了富煤带的宽度、走向及延续性和稳定性。浅水湖盆型含煤盆地，如鄂尔多斯盆地的盆缘三角洲以沉积倾向上的进积作用为主，造成盆地范围内有较宽的盆缘富煤带，煤层厚度变化在沉积倾向上和沉积走向上均相对稳定，淤浅的湖泊及废弃的三角洲是聚煤的极为有利的场所。深水湖泊型含煤盆地，如准噶尔盆地的盆缘滨湖—三角洲岩相带较窄，三角洲在沉积倾向上的进积作用受深水湖泊的限制，而在沉积走向上的沉积作用相应增强，导致富煤带相对较窄，沉积厚度变化较大，而富煤带沿盆地边缘展布延续性好，厚度稳定。中小型山间湖盆型含煤盆地富煤程度差别悬殊。西部山间湖盆含煤盆地聚煤程度相对较高，如伊宁、焉耆盆地，富煤带分布范围不大，断续分布在盆地周缘带。中部山间湖盆含煤盆地，如柴达木北缘盆地，富煤带断续分布于盆地中心，展布方向与盆地延伸方向相一致。东部含煤盆地，如京西、北票盆地，富煤带分布于盆地边缘，煤层较薄，较稳定。塔里木周缘侏罗纪前陆盆地，聚煤程度相对较低，未能形成大型含煤盆地，富煤带沿盆地沉积中心的南侧展布。
鄂尔多斯早、中侏罗世含煤盆地属浅水湖盆型坳陷盆地，早侏罗世富县期沉积环境处于晚三叠世隆升的剥蚀面上，富县组地层分布局限，盆地中岩性岩相组合在盆地不同部位有所不同，盆地中部河流相砂岩、粉砂岩夹泥岩组合，有些地区见有炭质页岩、煤线。盆地东南缘为干燥气候条件下浅水湖泊环境，形成花斑泥岩组合。富县期古气候总体上为干旱气候环境，成煤条件较差。
中侏罗世延安期，延安组沉积超覆于延长群及富县组之上，分布广泛，其沉积体系包括河流沉积、湖泊三角洲沉积和浅水湖泊沉积体系。河流沉积体系分布于延安组第一和第五段，盆地西缘为辫状河沉积，以粗屑沉积为主；盆地中心为曲流河沉积，河道相砂体构成河流体系的沉积格架，泛滥盆地相和漫滩沼泽相位于河流层序的上部或顶部。湖泊三角洲沉积体系分布于盆地周边的延安组第二至第四段。三角洲沉积层序粒度先向上逐渐变粗而后变细，顶部出现中厚、厚煤层层序，由此形成多层序组合。其主要特征是前三角洲相组合不发育，三角洲前缘相组合常为水下分流河道砂体覆盖于远近端坝之上。三角洲体系以三角洲平原相为主体，三角洲充填厚度比较稳定，近源地带碎屑供应充足可构成多个废弃三角洲平原组合交替出现的垂向层序，稳定分布的中厚—厚煤层发育在废弃三角洲层序的顶部。在盆地中部由于物源不足常成为被水体侵占的湖沼三角洲层序，仅在湖体大规模淤浅后才出现废弃三角洲平原沉积组合，反映出盆地聚煤期河流作用的能量超过湖泊作用的能量。湖泊沉积发育于延安组第二至第四段细碎屑岩组合浅水湖泊沉积，分布在延安、富县一带。在近盆地边缘冲积—滨湖三角洲相带亦有湖相薄层泥岩夹层，湖相泥岩层往往构成不同煤层的顶板，可对煤层起保护作用。
中侏罗世延安期沉积环境经历了五个时期演化。延安组第一段时，继富县沉积之后，古地势进一步填平补齐，呈现冲积平原与丘陵并存，古地形呈北西—南东向贯穿盆地，形成厚度变化较大的以河流相为主的粗碎屑沉积组合。延安组第二段时，继盆地古地形填平补齐沉积之后，地势已经平坦开阔，东部和南部随着基底的沉降，形成大面积连通的浅水湖泊，以湖泊、三角洲沉积为主。延安组第三、四段时，盆地古地理仍然以湖泊三角洲沉积为主，岩性分带亦呈环带状展布。三角洲充填沉积使湖泊相带范围逐渐缩小，三角洲相带向湖泊方向拓宽，三角洲平原相带逐渐占据主导地位。此时继承并发展了前段时形成的分布于盆地内四个大型三角洲：即东胜—神木、鄂托克旗—靖边、灵武—盐池、彬县—庆阳三角洲。延安组第五段时，三角洲充填作用导致盆地内湖泊淤浅并逐渐消亡，盆地再度恢复了冲积平原古地理景观，在废弃三角洲上发育的冲积平原，平坦开阔。此时沉积环境以河流环境为主，泥炭沼泽环境主要在废弃或迁移的河道基础上发生，属河流岸后沼泽类型。延安组沉积之后，盆地曾一度抬升，并经短期剥蚀，转为不利成煤的河谷低地沉积，中侏罗世晚期（直罗期）沉积时，聚煤环境基本中断。
中侏罗世延安期，自物源区往盆地中心方向，沉积环境依次为冲、洪积扇—辫状河平原—曲流河冲积—滨湖河口三角洲—浅水湖泊。曲流河平原和滨湖河口三角洲是有利聚煤相带，延安期几次湖泊淤浅是导致泥炭沼泽化的有利沉积环境，形成厚度大，分布广的可采煤层。鄂尔多斯盆地延安组煤层发育在三角洲平原和冲积平原相区。中厚—厚煤层主要分布在三角洲平原相，煤层层段较多，分布稳定、广阔。冲积平原相形成的煤层薄层至巨厚层均有，范围及稳定性均不如前。
准噶尔盆地含煤岩系为下、中侏罗统水西沟群，自下而上为下侏罗统八道湾组、三工河组和中侏罗统西山窑组，其中八道湾组和西山窑组构成下、上含煤组。八道湾组连续沉积在三叠系之上，厚度变化较大，其底部为冲、洪积粗碎屑岩充填，盆地边部沉积物较粗，向盆地中心方向变细，含多层煤线或薄煤层。中下部为滨湖三角洲充填，砂岩、粉砂岩含煤10～20层。八道湾组自下而上为河流—湖泊三角洲—滨浅湖—中深湖充填层序，湖泊水体逐渐变深。三工河组为非煤层组，为湖泊充填，下部盆地中心为中深湖充填沉积，边部有冲、洪积相；上部岩性稳定，顶部有一层30～50 m黑色泥岩、油页岩，是湖泊扩展期充填沉积物。其充填过程经历了滨湖—浅湖—中深湖过程。西山窑组厚度变化大，中下部沉积物粒度细、粗、细变化，为三角洲充填沉积，煤层多发育于三角洲向上变细的充填层序中，含煤达20～80层，厚达182 m，单层厚48 m。上部由河流充填层序构成，煤层不发育。西山窑组充填反映了湖泊水体逐渐淤浅充填过程。准噶尔盆地早侏罗世早期至中侏罗世早期聚煤沉积经历了由水进至水退的充填演化过程。湖泊—湖泊三角洲充填占绝对优势，巨厚的湖相沉积显示了深水湖盆的充填特点，湖泊三角洲充填阶段是聚煤作用的鼎盛时期，中侏罗世早期湖泊淤浅聚煤作用更强。
准噶尔盆地早、中侏罗世含煤岩系沉积类型包括湖泊、湖泊三角洲、河流、冲积、洪积扇、沼泽等沉积类型。冲、洪积扇由砾岩组成夹细碎屑岩，仅分布于盆地边缘。河流沉积由细碎屑含煤层组成，沉积物由粗向上变细，顶部为煤层，主要分布在盆地边缘。湖泊沉积分布于盆地中部，范围广泛，是最发育的沉积类型，发育于八道湾组中上部，三工河组和西山窑组的中部。湖泊三角洲沉积是与聚煤作用关系最密切的沉积类型。由前三角洲沉积（底部泥岩）、三角洲前缘沉积（下、中部粉细砂岩）、三角洲平原沉积（上部砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层）构成细、粗、细三角洲沉积层序。由于受盆地深水湖泊的影响，三角洲进积作用受到限制，使三角洲沿盆缘沉积走向发育，在盆地边部分布较为稳定的湖泊三角洲沉积，主要分布于盆地的东、南和西北部的上、下含煤组的中下部，由多个三角洲层序构成。沼泽、泥炭沼泽分为河流岸后沼泽和滨湖—三角洲平原沼泽。八道湾组底部和西山窑组上部的煤层多为河流岸后成煤，占主导地位的八道湾组和西山窑组的中下部煤层多为滨湖—三角洲平原沼泽化成煤。
八道湾组和西山窑组含煤性好，煤层多，分布广，均含厚—巨厚煤层，主要可采煤层位于西山窑组中、下部和八道湾组下部。整个盆地边部含煤好，中部含煤性较差，八道湾组在准东、准西北较多，西山窑组呈环带状分布于盆地周边，以准南、准西北和准东为好。
塔北（库车）前陆盆地早、中侏罗世含煤岩系为克拉苏群，自下而上为下侏罗统阿合组、阳霞组，中侏罗统克孜勒努尔组，沉积厚度约千余米。阳霞组和克孜勒努尔组含煤层富煤带在库车、拜城一带。阿合组为冲、洪积相砂岩、砂状砾岩，厚200～300 m。阳霞组为细碎屑岩夹煤层，顶部夹油页岩、泥岩。其底部为河流相粗碎屑岩，过渡为滨湖-三角洲和湖泊沉积，厚200～300 m，沉积中心位于库车一带。库车、拜城一带含煤好，薄煤层为主，煤层数层至十余层，厚十余米。克孜勒努尔组为细碎屑岩含煤层，以湖泊相为主，厚400～600 m，库车仍为沉积中心，岩相分带呈环状。拜城、库车一带含煤好，含煤2～3层，厚1.1～3.4 m。库车以北含煤5～11层，厚3.85～11.90 m。阳霞一带含煤12层，厚12～17.37 m。从盆地沉积演化来看，阿合期盆地为冲、洪积充填，为山间谷地型不聚煤。阳霞至克孜勒努尔期转化为山间湖盆型，滨湖三角洲环境形成泥岩沼泽化聚煤，富煤带位于库车—拜城一带，在盆地沉积中心的南侧，为滨湖三角洲平原相沉积，泥炭沼泽覆水较深，向边部过渡为冲积平原相。克孜勒努尔组沉积后，盆地继续沉陷，形成一套湖泊相细碎屑岩不含煤沉积。
柴达木北缘盆地早、中侏罗世含煤岩系为下侏罗统小煤沟组和中侏罗统大煤沟组，不整合于震旦系地层之上。小煤沟组分布局限，厚500 m，底部为洪积扇底砾岩。下部为200 m厚含煤碎屑沉积，以河流相砂岩为主，含数层煤，单层厚10 m，煤层不稳定；上部为湖泊相细碎屑岩沉积，厚数百米，偶见煤线及炭质泥岩。沉积序列为小煤沟组冲、洪积粗碎屑岩充填，过渡为山间湖泊相细碎屑岩充填，聚煤作用发生于向山间盆地转化阶段。大煤沟组分布于整个盆地，鱼卡—大煤沟一带厚400～500 m，向西减薄至200 m，向东变薄为70～250 m。中侏罗世大煤沟期，盆地亦经历了由洪积向湖泊充填的转化过程。早期盆地充填由砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层构成，为河流相沉积，成煤环境为河流岸后沼泽，煤层厚10 m余，大煤沟一带厚30 m，煤层厚度变化大，不稳定。中期盆地充填以湖泊相碎屑岩为主，细碎屑岩夹数层薄煤层。晚期盆地充填了厚近百米的中深湖相泥岩、油页岩，富煤带位于鱼卡、大煤沟等地，断续展布于沉积中心一带，展布方向与盆地延伸方向相一致。
位于准噶尔—兴安活动带东部的早、中侏罗世含煤盆地，聚煤期受滨太平洋构造活动的影响，早、中侏罗世发生多期火山活动，在火山活动间歇期的稳定沉降条件下形成含煤碎屑沉积组合，聚煤程度低，盆地基底多为褶皱带构成，形成内陆山间湖盆古地理环境，聚煤作用在滨湖—三角洲或河流沉积环境，煤层煤质变化大，煤阶自长焰煤至无烟煤均有。位于松辽盆地西缘的乌兰浩特（万宝）盆地，含煤岩系为下侏罗统红旗组和中侏罗统万宝组，盆地构造复杂，断层发育，属小型山间湖盆型含煤盆地。主含煤段为红旗组，岩性以粉砂岩、泥岩为主，夹砾岩、砂岩和煤层，单层厚0.4～1.5m，最厚达8 m，富煤中心厚25 m。沉积环境为冲、洪积、河流、滨湖三角洲、湖泊环境，富煤带呈北北东向展布，与滨湖—三角洲相带相吻合。万宝组以砂岩为主，由冲、洪积扇砂岩、砾岩，河流相砂岩、粉砂岩，湖泊相粉砂岩、泥岩，滨湖三角洲相砂岩、粉砂岩和煤层组成，煤层发育在滨湖三角洲环境。