煤炭森林（英文：Coal forests）为石炭纪晚期（宾夕法尼亚世）至二叠纪广泛分布于地球大部分热带地区的大片森林及树沼，其中大量的植物的死亡外后，被埋在地底形成了泥炭，最后转化为煤。

煤炭森林泥炭层中的碳元素多半由植物行光合作用分离二氧化碳而来，而氧气则是放回大气之中，也因此让大气的氧浓度大幅增加，可能高达 35%。这让呼吸系统效率较差的动物仍然能够轻易地摄取到氧气，进而促使节肢动物的巨大化，例如体型如鹰的巨脉蜻蜓。

煤炭森林覆盖了热带欧美大陆（欧洲、北美洲东部、非洲西北角）与热带华夏古陆（英语：Cathaysia）（主要为中国）。石炭纪末晚期时的气候变迁造就了石炭纪雨林崩溃事件，较寒冷干燥的气候使得森林变为破碎的栖地，最后使得整个雨林生态系崩毁。在这之后，遗留的煤炭森林只能在北美洲少部分地区（例如阿巴拉契亚与伊利诺伊州）与欧洲中部发现。

在石炭纪末期时，煤炭森林又开始繁盛了起来，主要位于亚洲东部（中国），而欧美大陆上的煤炭森林则永远无法回到以前的规模。这些位于中国的煤炭森林甚至直到二叠纪时期仍然存在。石炭纪末期时进入了冰河时期，全球温度下降与南冈瓦那大陆出现大面积的冰帽，肇因于大量植物从大气中吸收二氧化碳并减缓了温室效应；温度的下降可能因此促使煤炭森林重新开始兴盛。

煤炭森林包含了较低洼的沼泽地带与有河流流经的陆地。当河川泛滥时，冲刷开的淤泥最终会形成天然的堤，并在河流较和缓的地区形成湖沼，堤外的泥土则会变得干燥。当一个林地地区变得足够干燥时，就有机会因为打雷引发森林大火，形成木炭，最后成为丝煤（英语：fusain）。

煤炭森林中植物的种类与数量均十分丰富，而且不同种类的植物偏好不同的生活环境。芦木属多半丛生于湖沼或河的岸边，石松纲中副似石松属（Paralycopodites）为先驱植物，生长于接近干涸的浅湖淤泥之中、奇木属（Diaphorodendron）则偏好在泥炭开始累积后的环境。其他种类则喜欢生长于被洪水冲毁后的森林裸露地表，杂木属（Synchysidendron）与鳞木属（Lepidodendron）偏好矿物质丰富的土壤，而鳞皮木属（Lepidophloios）则偏好泥炭土。科达树偏好沼泽中土壤较干燥的地区。封印木属偏好河堤与沼泽之间的栖息地。在石炭纪末期至二叠纪时期时，树形蕨（英语：tree fern）逐渐取代了石松纲成为主要的植披分布。

煤炭森林中主要的植物物种为：

发现于大不列颠岛的植物属别包括：

部分容易辨认的物种分布于极广泛的地区但只在特定地层年代才会被发现，因此被认为是指准化石。

栖息于煤炭森林的动物包括无脊椎动物（昆虫）、鱼类、迷齿亚纲两栖类与早期的爬虫类。此时已经有植食动物存在，例如在节胸属的肠道内与粪化石就曾经发现有石松的管胞。在煤炭森林变得分离破碎后，新的环境比起两栖类更适合爬虫类生存，此时的爬虫类开始在这快速变化的环境中分化并演化成各种食性不同的物种。

下列电视系列剧中有出现部分煤炭森林的片段：