煤焦油，又称为煤膏，煤馏油、煤焦油溶液。看起来是一种黑色的液体，具有着可溶性，有一股难闻的臭味，这就是煤焦油的最基本的特征。由煤在隔绝空气加强热时干馏制得，其产量约占装炉煤的3%~4%。
煤焦油一般作为加工精制的原料以制取各种化工产品，也可直接利用，如作为工业型煤、型焦和煤质活性炭用的粘结剂的配料组分，还可用作燃料油、高炉喷吹燃料以及木材防腐油和烧炭黑的原料。
原料煤性质、焦炉结构和状况以及炼焦的压力和温度制度，对煤焦油的产率、性质和各组分含量有很大影响。煤炭一次热分解析出的挥发分组成和产率主要受煤炭性质的影响，原料煤挥发分越高，煤的软化温度越低，形成胶质体的温度区间越大，则煤焦油产率越高，煤焦油元素组成中氢的比例越大。但二次热分解可使煤质差别的影响减弱，以至煤焦油的最终组成和性质主要取决于二次热分解的条件。
对固体煤焦油的各馏分都进行进一步的加工，就可以分离出多种产品，而目前所能提取出的产品主要包括：
①萘：可以用来制取邻苯二甲酸酐，还可以用来生产树脂、工程塑料、燃料、油漆以及医药等产品。
②酚以及其同系物：可以用来生产合成纤维、工程塑料、农药、医药、燃料中间体以及炸药等。
③蒽：这种物质是固体煤焦油中提炼的产物，可以用来制成蒽醌燃料、合成鞣剂以及油漆等。
④菲：这是蒽的同分异构体，在固体煤焦油中的含量仅次于萘，其用途很多，而且产量也比较大，但是仍然等待着进一步的开发和利用。
⑤咔唑是生产染料、塑料和农药的重要原料。
⑥沥青是固体煤焦油蒸馏后所剩的残液，是多种多环高分子化合物的混合物，可以应用于屋顶涂料、防潮层和筑路、生产沥青焦和电炉电极等，是用途非常广泛的一种材料。
煤焦油深加工过程包括蒸馏前的预处理脱盐、脱水;初步蒸馏和进一步蒸馏等过程。根据煤焦油组成、产品种类及纯度要求不同有多种分离方案及流程。
典型的国外煤焦油加工有3种模式：
一是全方位多品种，提纯和配制各种规格和等级的产品;
二是在煤焦油加工产品的基础上，向着精细化工、染料、医方面延伸的深加工产品;
三是重点加工沥青类产品。
第一种模式的代表是德国吕特格公司。从焦油中分离、配制的产品有220多种，萘有4个级别，树脂有5个级别，蒽有7个级别，沥青粘结剂及浸渍料有20个级别。可以根据市场要求，在同一装置上，改变操作参数，生产不同级别的产品，达到装置的多功能性。
第二种模式的代表是日本的住金化学，仅对煤焦油中纯化合物进行提纯或延伸，试制和生产的产品有180种，如酚类衍生物有21种，喹啉及衍生物有32种，萘衍生物有60种。
煤焦油是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物，绝大部分为带侧链或不带侧链的多环、稠环化合物和含氧、硫、氮的杂环化合物， 并含有少量脂肪烃、环烷烃和不饱和烃，还夹带有煤尘、焦尘和热解炭。刚回收的煤焦油还含有5%左右的溶有多种无机盐和其他杂质的水分。由于有颗粒极细的热解炭的存在， 水分往往和油形成稳定的乳化液。煤焦油的绝大多数组分熔点较高， 但由于大量单体化合物互相溶解而形成低共溶混合物， 使煤焦油在常温下仍呈液体状态。
煤焦油的许多组分还组成大量多元共沸体系， 给蒸馏分离造成很大困难。高温煤焦油含有1万多种化合物， 按化学性质可分为中性的烃类、酸性的酚类和碱性的吡啶、喹啉类化合物。
1819年，英国人加登 (Garden) 和布兰德 (Brand) 在煤焦油中发现了萘， 这是在煤焦油中发现的第一个化合物。以后主要是英国和德国的科学家又相继发现了蒽、酚、苯胺、喹啉、吡啶、芘和䓛等。到1972年已鉴定出480种化合物，其含量共占煤焦油质量的55%，其中中性化合物174种，酸性化合物63种，碱性化合物113种，其余为稠环和含氧、硫的杂环化合物。