组成煤焦油的主要元素中，碳占90％左右，氢占5％左右，此外还含有少量的氧、硫、氮及微量的金属元素等。高温煤焦油主要是芳香烃所组成的复杂混合物，估计其组分总数有上万种，目前已查明的约500种，其中某些化合物含量甚微，含量在1％左右的组分只有10多种。
氢化合物均呈中性。含氧化合物中，主要为酸性的酚类及少量的中性化合物(如氧芴、古马隆等)。含氮化合物中，含氮杂环的氮原子上有氢原子相连时呈中性(如咔唑、吲哚等)；而当无氢原子相连时呈碱性(如吡啶、喹啉)。含硫化合物皆呈中性。煤焦油中不饱和化合物含量虽少，但在受热和某些介质作用下易聚合成煤焦油渣，给化学产品回收及精制过程带来许多麻烦，而被看作是有害成分。
煤焦油各馏分进一步加工时，可分离和制取多种产品，其中提取的主要产品有以下几种。
萘为无色单斜晶体，易升华，不溶于水，能溶于醇、醚、三氯甲烷和二硫化碳，是煤焦油加工的重要产品之一。萘是非常宝贵的化工原料，是煤焦油产品中数量最多的产品。中国所生产的工业萘多用于制取邻苯二甲酸酐，以供生产涤纶、工程塑料、染料、油漆及医药之用。同时还可用来制取炸药、植物生长刺激素、橡胶及塑料的抗老化剂等。
