炼焦过程煤料随温度的变化过程如下：
煤料装入温度~200oC，煤料中的水分蒸发和释放出被吸附的CO2、CH4、H2S等气体，部分结晶水分解，煤质不变，煤料被预热。
200oC~400oC，煤逐步分解出气体挥发物CO2、CO、CH4和结晶水，同时放出少量蒸气压较高的焦油蒸气。
350oC~450oC，煤质继续分解产生大量焦油蒸气和高沸点的液体，它们与残留的固体颗粒一起组成具有一定粘度的胶质体，煤开始软化，固体颗粒被润湿而粘结起来。同时由于胶质体中的气态产物不能自由析出，因而出现膨胀现象。
450oC~500oC，胶质体中的液态物质逐渐分解，一部分分解产物呈气体析出，放出大量气体挥发物；一部分在膨胀压力的推动下与胶质体中的固体颗粒融为一体，相互缩聚固化，生成固体的、强度不高的多孔状半焦。
500oC~650oC，由于重焦油的析出以及胶质体的逐渐减少，半焦开始收缩，焦质变紧密，强度进一步增大，并产生收缩裂纹。在胶质体形成阶段，由于胶质体具有一定粘度，分解产生的气体不易析出，便鼓成很多气泡，当胶质体固化，半焦形成时，气泡固定下来，就成为焦炭中的气孔。
650oC~950oC，半焦内的有机质继续分解放出气体和热缩聚，从半焦中析出的重焦油自加热侧析出时，由于受到高温作用被裂解，析出石墨碳，沉积于半焦表面或孔隙内，使焦炭变得更紧密，更坚强，裂纹也进一步收缩而加深、扩大。
当焦饼中心温度达到1050℃时，焦炭即告成熟。