从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰称为粉煤灰。粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。 粉煤灰的燃烧过程：煤粉在炉膛中呈悬浮状态燃烧，燃煤中的绝大部分可燃物都能在炉内烧尽，而煤粉中的不燃物（主要为灰分）大量混杂在高温烟气中。这些不燃物因受到高温作用而部分熔融，同时由于其表面张力的作用，形成大量细小的球形颗粒。在锅炉尾部引风机的抽气作用下，含有大量灰分的烟气流向炉尾。随着烟气温度的降低，一部分熔融的细粒因受到一定程度的急冷，呈玻璃体状态，从而具有较高的潜在活性。在引风机将烟气排入大气之前，上述这些细小的球形颗粒，经过除尘器，被分离、收集即为粉煤灰。 粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一。现阶段我国年排渣量已达3000万t。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气：若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。因此粉煤灰的处理和利用问题引起人们广泛的注意。 粉煤灰的化学成分与黏土质相似，其中以二氧化硅（SiO₂）及三氧化二铝（Al₂O₃）的含量占大多数，其余为少量三氧化二铁（Fe₂O₃）、氧化钙（CaO）、氧化镁（MgO）、氧化钠（Na₂O）、氧化钾（K₂O）及氧化硫（SO₃）等。粉煤灰的化学成分及其波动范围如下：二氧化硅40%~60%，三氧化二铝20%~30%，三氧化二铁4%~10%（高者15%~20%），氧化钙2.5%~7%（高者15%~20%），氧化镁0.5%~2.5%（高者5%以上），氧化钠和氧化钾0.5%~2.5%，氧化硫0.1%~1.5%（高者4%~6%），烧失量3.0%~30%。此外，粉煤灰中尚含有一些有害元素和微量元素，如：铜、银、镓、铟、镭、钪、铌、钇镱、、镧族元素等。一般有害物质的质量分数低于允许值。上海市电厂粉煤灰中有害物质含量见下表：

粉煤灰的矿物成分主要有：莫来石、钙长石、石英矿物质和玻璃物质，还有少量未燃碳。玻璃物质是由偏高岭土（Al₂O₃·2SiO₂）、游离酸性二氧化硅与三氧化二铝组成，多呈微珠状态存在。这些玻璃体约占粉煤灰的50%~80%，它是粉煤灰的主要活性成分。粉煤灰的矿物组成主要取决于原煤的无机杂质成分（无机杂质成分主要指含铁高的黏土物质、石英、褐铁矿、黄铁矿、方解石、长石、硫等。）与含量，以及煤的燃烧状况。