Hiili, joka sisältää pääasiassa hiiltä, happea ja vetyä, on muodostunut kasvien jäännöksistä satoja miljoonia vuosia sitten. Mädäntyneet kasvinosat peittyivät hienolla hiekalla ja savella, tämä esti niiden hapettumisen. Prosessi muutti ensin jäännökset turpeeksi, sen jälkeen paine ja lämpö kasvoi. Saven, hienon hiekan ja muun kiintoaineen peittämänä jäännöksistä syntyi ensin ruskohiiltä ja sen jälkeen kivihiiltä.
Kivihiili on pidemmän muuttumisprosessin tulos kuin ruskohiili ja sen hiilipitoisuus on korkeampi. Kivihiili sisältää hiiltä 75-95 % ja ruskohiili 50-75 %.
Hiili on käytetyin maailman kaikista polttoaineista. Hiilen maailmantuotanto on nykyään runsas 4 000 miljoonaa tonnia vuodessa. Hiilen kysyntä kasvaa noin 2 prosenttia vuodessa. Suomeen tuodaan kivihiiltä pääasiassa Venäjältä keskimäärin 5 miljoonaa tonnia vuosittain.
Hiilen talteenotto on halpaa ja monessa maassa myös kilpailukykyistä. Hiiltä voidaan käyttää voima- ja lämpölaitoksissa sekä lämpövoimaloissa. Nykyiset hiilivarat riittävät nykykäytöllä monta sataa vuotta. Hiilen osuus maailman energian kokonaistuotannosta on noin neljännes ja EU:n alueella 20 prosenttia.
Hiili sisältää ympäristölle haitallisia aineita. Poltossa kehittyy sen lisäksi hiilidioksidia, rikkidioksidia ja typpioksideja. Hiilidioksidi on kasvihuonekaasu, joka kiihdyttää ilmastonmuutosta, kun taas rikkidioksidi ja typpioksidit lisäävät maan ja veden happamuutta. Modernien voimalaitosten rikkipäästöt voidaan puhdistaa.
Hiililämmitys on kotitalouksissa nykyään erittäin harvinaista. Monissa Euroopan maissa on kuitenkin hiililämmitteisiä voimalaitoksia, niitä on myös Suomessa.