实验室组建于1985年，1997年批准为首批山西省重点实验室，2003年批准为煤科学与技术教育部重点实验室。目前，中国工程院院士陈勇担任实验室学术委员会主任，中国工程院院士谢克昌教授担任实验室首席科学家。实验室是太原理工大学“211工程”（1997~2017）建设的重要力量，是山西省“双一流”（2017~今）建设学科的重要依托，同时也是太原理工大学化学工程与技术一级学科博士后流动站、一级学科博士授权点、化学工艺国家重点学科的主要依托和核心。

实验室始终紧密围绕煤、煤伴生物、煤衍生物的高效洁净转化、煤基含氧燃料及化学品合成、煤转化工程中的节能减排等开展研究，凝练了煤清洁利用基础、煤制高端化学品、煤基碳污协同脱除、煤基固废资源化四个研究方向，注重产学研结合，强调基础研究、应用开发并重，具备研、用、产一站式研发条件。

实验室有固定人员76人，其中教授29人，拥有中国工程院院士1名，国家优秀青年基金获得者1名，教育部青年长江学者1名，中国科协“青年人才托举工程”2名，首届中国民主促进会中央委员会组织颁发的“叶圣陶教师奖”1名。多人获山西省学术技术带头人、山西省“三晋英才”青年优秀人才等省级称号。目前，实验室已经发展形成体系完善、梯队合理、特色明显、条件一流的学科体系，成为在煤化工领域具有国际影响力的研究团队。在2011年北美煤化工国际会议上，美国学者Mathews JP和Song CS等公布的2001-2010年间国际煤炭机构和实验室研究现状的调查报告，太原理工大学在煤化工领域的研究影响力在世界排名第45位，全国排名第4位。在2018年《Journal of Cleaner Production》发表的研究论文中，太原理工大学被评价为国际上煤研究领域最活跃的五个研究机构之一。

实验室拥有独立的实验大楼，占地面积约10000平方米（其中试验基地2000平方米），拥有扫描电镜、XPS、XRD、Py-FTIR、TG/DTA、GC/MS、LC/MS、UV/Vis、离子色谱、元素分析仪、表面吸附仪、电子万能试验机、粒度分析仪、偏光显微镜等现代测试分析仪器20余台以及运行能力为20万亿次/秒的大型计算工作站，仪器设备总值近亿元，科研条件达到本领域世界先进水平。

以煤科学与技术为主要研究方向，从1989年起主办全国性中文核心期刊《煤炭转化》，由科学出版社出版，为国内外多家文摘和索引收录。实验室始终保持研究方向和水平处于国际前沿，与国内外学术机构建有广泛的学术联系和交流，多次邀请Chunzhu Li（澳大利亚Curtin大学），Atsushi Tsutsumi、Noritatsu Tsubaki（日本Tokyo、Toyama大学），Jin Wang（美国Argonne Natural Laboratory），Stanislav V. Vassilev（保加利亚科学院）等国际知名学者前来实验室访问交流。实验室以夯实基础、培养人才、研究开发、重在应用为宗旨，倡导敬业、求实、协作、创新的精神。

实验室一直秉承“人才培养重在素质，基础研究重在创新，技术开发重在应用，成果转化重在效益”的理念。以夯实基础、培养人才、研究开发、重在应用为宗旨，倡导敬业、求实、协作、创新的精神。2017年6月21日至23日，习近平总书记亲临山西视察并发表重要讲话，提出山西省应制定能源革命行动方案，实现由“煤老大”向全国能源革命排头兵转变。目前，实验室紧密结合国家对煤炭清洁高效低碳转化与利用的产业发展需求，针对山西省煤种结构和组成的秉赋特征以及煤化工产业的特点和发展趋势，围绕其关键科学问题和共性关键技术，确立了具有鲜明区域特色的应用基础研究方向，包括煤清洁利用基础、煤制高端化学品、煤基碳污协同脱除、煤基固废资源化。这些研究方向均以“煤炭清洁高效利用”研究为重心，进一步服务于提升山西省和煤化工行业的创新能力和基础研发能力，各个研究方向的研究成果必将为“山西省深化改革促进资源型经济转型发展”和“打造全国能源革命排头兵”做出新的贡献。