O carvão é uma das principais fontes de energia utilizadas pela Humanidade, em especial na Europa, a partir da Primeira Revolução Industrial. Atualmente, com o aumento do custo do petróleo, há uma tendência mundial ao aumento do consumo de carvão, tendo em vista as extensas reservas mundiais.

No Brasil, as principais reservas de carvão estão na região Sul. As reservas medidas são de 1,4 bilhões de toneladas em Santa Catarina (SC) e de 5,3 bilhões de toneladas no Rio Grande do Sul (RS).

O principal problema ambiental associado ao uso de carvão é o fato de este ser um recurso de origem fóssil, não-renovável. A queima desse combustível, como a de todos os derivados de carbono, gera CO₂ (gás carbônico), o principal gás de efeito estufa, responsável pelo aquecimento e por mudanças climáticas em escala global. Quando o derivado de carbono (C) é fóssil, como no caso do carvão, petróleo, xisto e gás natural, são lançadas à atmosfera quantidades de C que estavam imobilizadas, contribuindo para aumentar o inventário de CO₂ no meio ambiente. A vida média do CO₂ na atmosfera é de cerca de cem anos.

Como o carvão contém teores expressivos de enxofre, a sua queima provoca ainda o lançamento na atmosfera de dióxido de enxofre, um dos responsáveis pela chuva ácida, com graves problemas de poluição do meio ambiente.

A remoção de enxofre pode ser feita industrialmente, pelo processo químico Claus, que transforma SO₂ em enxofre elementar (não combinado quimicamente). No caso do petróleo, essa rota é empregada rotineiramente no Brasil em nove refinarias da Petrobras, para remoção de enxofre até o limite exigido por lei. O produto encontra amplo mercado, uma vez que o Brasil ainda importa esse insumo, intermediário na produção de ácido sulfúrico.

Um dos principais usos do carvão se dá na geração termelétrica. Como a atividade é poluidora, deve ser licenciada pelo órgão ambiental competente. Outro grande uso do carvão mineral ocorre na redução de minério de ferro para produção de ferro gusa e aço, complementando o emprego de carvão vegetal.

No Brasil, não há legislação que limite a emissão de gases de efeito estufa (GEE) - o que é uma lacuna preocupante, pois, segundo o PNE 2030 do MME, "uma expansão expressiva da geração termelétrica a carvão no país produzirá aumentos importantes nas emissões de gases. A instalação de apenas 5.000 MW deverá produzir emissões adicionais de gases de efeito estufa de pelo menos 22,3 x 10⁶ t CO₂ eq/ano, para um fator de capacidade médio operativo de 60%. Esse volume de emissões é maior que o total de emissões no Sistema Integrado Nacional em 2005. Vale dizer, uma potência que corresponde a menos de 6% da potência total instalada nesse sistema em 2005 mais que dobra o volume total de emissões de gases por ele produzido". O Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) é responsável pela proposição e revisão dos limites de emissão, inclusive de enxofre.

Diversos países desenvolvidos já dispõem de tecnologias para captura e sequestro de carbono. O CO₂ residual pode deslocar ainda o consumo de combustível novo em indústrias que sintetizam carbonatos, uréia e outros produtos. Também existem tecnologias para gaseificação in situ do carvão, com as quais se elimina os problemas sociais decorrentes das condições de mineração, permanecendo os inertes no subsolo.

Na Alemanha, de acordo com as diretrizes de Meseberg, embora haja planos de implantação de 20 novas usinas térmicas a carvão naquele país, pretende-se impor limites rígidos de emissões de gases de efeito estufa, além de consolidar a obrigatoriedade de que todas as novas usinas a serem implantadas disponham de instalações adequadas à captura e ao armazenamento de GEE (carbon capture and storage/CCS).