지질은 조선계의 양덕통·대석회암통과 평안계 사동통지층(寺洞統地層) 및 단산층(檀山層)으로 불리는 대동계(大同系)가 분포하고, 탄전 서부의 조선계 지층 상위에는 상내리층(上乃里層)이 광범위하게 분포되어 있으며, 탄층의 대부분은 평안계 사동통에 속한다.
탄전은 전체적으로 보면 탄폭의 변화가 심하여 지역적으로 한정, 분포하는 부광체(富鑛體)만 골라 개발하고 있다. 부광체의 규모가 크고 탄질도 양호하여 공업용으로 사용될 수 있는 고품위 괴탄(塊炭)을 산출한다.
이러한 부광체의 성인은 퇴적환경보다는 지질구조와 관련된 것으로 예상되나, 구조가 매우 복잡하여 그 규명이 어렵기 때문에 심부발달 여부에 대한 예측이 쉽지 않고 탄맥을 찾는 데 많은 어려움이 있다.
광체(鑛體)의 규모는 노두 연장 80㎞, 평균 탄폭 1.7m, 평균 경사 40∼70°이며, 여기에서 생산되는 석탄의 평균 탄질은 ㎏당 5,338Cal로서, 우리 나라 탄전 중 가장 탄질이 양호하다.
이 탄전은 1947년부터 본격적으로 개발되기 시작하였고, 1955년문경선이 개통되어 석탄 수송이 원활하게 된 뒤 크게 확장되었다. 1984년까지 총 229공, 12만 7375.1m의 시추가 시공되었다.
이 당시 은성(恩城)의 국영탄광과 30여 개소의 민영탄광이 가행되고 있었다. 매장량은 확정 2339만 2000M/T, 추정 1922만 3000M/T, 예상 4762만M/T이며, 가채량은 확정 1427만 4000M/T, 추정 763만 8000M/T, 예상 2373만 3000M/T이다.
함탄대(含炭帶) 분포 면적(약 167.2㎢)에 비하여 개발 면적이 협소한 편으로, 현재 연간 약 220만 톤의 석탄을 생산하고 있다.
상주탄전(尙州炭田)과 함께 경상북도의 2대 탄전으로서, 경상북도 전체 석탄 생산량의 90%를 차지하고 있다. 1958년∼1984년까지의 생산량은 모두 4179만 3512t으로, 우리 나라 총 석탄 생산량(3억 5257만 1147t)의 11.8%를 생산하였다.