在煤沥青中是有一定的表面活性物质的，其中酸性表面活性物质有苯酚，相当于石油沥青中的沥青酸和酸酐，其中酚有毒而且能够溶于水。碱性表面活性物质主要有吡啶、喹啉等。正是因为这些物质，使得煤沥青拥有较差的大气稳定性和塑性以及温度稳定性，但是却也有较强的与矿料粘接的能力，以及较好的防腐性。
煤沥青的化学组分主要有游离碳、固态树脂、可溶性树脂和油份，由于煤沥青和石油沥青在化学组分上有一定的差异，因此在使用过程中具有不同的特性。
煤沥青中所含有的不容物主要是游离碳，并且还含有氧、氦和硫等结构复杂的大分子有机物和少量的灰分，若是这些位置的含量过多，就会降低煤沥青的粘结性，因此必须要加以限制，若是在煤沥青的加工过程中含有过量的水分，可以导致煤沥青在施工中不易加热，甚至还会导致材料质量的恶化和火灾的发生。