Đây là tỷ lệ phần trăm của các nguyên tố trong than. Thành phần nguyên tố của than bùn thay đổi theo mẫu vật phân tích, thành phần thực vật, mức độ phân hủy của thực vật và theo cả độ sâu của mỏ than.
Nhiều mẫu phân tích cho thấy than bùn gồm cĩ cacbon, oxy, hydro, một số các khống chất khác, kể cả khống vi lượng. Tuy vậy, các thành phần trên đây đều rất biến thiên, do đĩ, muốn xác định thành phần nguyên tố một cách chính xác, cần phân tích nhiều mẫu và lấy giá trị trung bình.
Trong các nguyên tố tạo than, thành phần cacbon, oxy, hydro là nổi bật vì nĩ chiếm gần hầu hết thành phần của than bùn. Cacbon là thành phần chủ yếu của than bùn. Than bùn càng già càng chứa nhiều cacbon. Trong cùng một mỏ, loại than bùn cĩ màu đen thường chứa nhiều cacbon hơn.
Thành phần cacbon quyết định khả năng tạo nhiệt của than bùn và là nguyên liệu quan trọng trong cơng nghiệp hĩa học.
Trái với cacbon, loại than bùn càng già càng chứa ít oxy. Vì vậy, trong các loại than như than bùn, than nâu, than đá, than anthraxit thì than bùn cĩ hàm lượng oxy cao nhất.
So với cacbon và oxy, hydro chỉ chiếm một lượng nhỏ trong than bùn. Cũng giống như oxy, than bùn càng già, hàm lượng hydro càng ít.
Ba nguyên tố cacbon, oxy, hydro chiếm gần hầu hết thành phần nguyên tố. Phần cịn lại dành cho nhiều khống chất khác, trong đĩ mỗi khống chất chỉ chiếm một tỉ lệ rất nhỏ. Các nguyên tố thường gặp trong các loại than bùn ở Việt Nam là: N, P, K, S, Zn, Mg, Al, Fe, Pb, Cu,…
Đối với than bùn nhiệt đới, như than bùn Việt Nam, hàm lượng sắt và nhơm thường cao và đặc biệt là cao hơn than bùn ơn đới.