成煤有机质在泥炭化作用、成岩作用、变质作用各个阶段均会产生大量烃类物质，特别是气态烃，除部分逸散、运移到围岩外，还有一部分保存在煤层内，故煤层又是储气层。煤储层系由煤基质块（被裂隙切割的最小基质单元）、气、水（油）三相物质组成的三维地质体。其中，煤基质块则由煤岩和矿物质组成；气组分有4种状态，即游离态、吸附态、吸收态和水溶态；水（油）组分有裂隙和大孔隙中的自由水，显微裂隙、微孔隙、芳香层缺陷内的束缚水，以及与煤中矿物质结合的化学水3种形态。煤储层具有孔隙度低、渗透率小、比表面积大、储气能力强等特点，与常规天然气储层差异较大。按照煤体结构煤储层可划分为原生结构、碎裂、碎粒和糜棱4类煤储层，一般原生结构煤储层及碎裂煤储层为有利储层。在国际上，按原位渗透率可将煤储层初步分为以下三级：高渗透率煤储层，渗透率大于10×10^-3平方微米；中渗透率煤储层，渗透率10×10^-3～1×10^-3平方微米；低渗透率煤储层，渗透率小于1×10^-3平方微米。在一定的压力、温度、电场和磁场中，煤储层的各相组分处于动平衡状态。煤储层在压力作用下具有两个方面特征：一是有容纳气体的能力，二是有允许气体流动的能力。