盡管早在西漢，煤炭就被零星應用於煉鐵，但直至唐代才進入煉丹燃料家族，隻是所用不繁。按照《丹房奧論》的說法，煉丹家之所以使用煤炭特別是煙煤，原因有二，一是由於“煙煤乃草木之神氣”，與草木燃料性質接近，二是煙煤熱效較高，一些不易發散的丹藥需要“以煙煤捺頭文火溫養，方能發火”。 由此可見，至少在漢代，古人已經懂得煤的產生與草木的關係，並且對二者的熱效比有了清醒的認識。
但是，由於煤炭起熱過快，溫度太高，會導致升華凝結於上釜的丹藥熔化，以致於無丹可收，甚至使釜壁所塗的“六一泥”等耐火材料脫落，古代術士隻是偶爾在煉丹的早期環節使用煤炭，沒有將其作為主要燃料。
一些稀奇古怪的燃料偶爾也被古代煉丹家用作燃料。北宋《金華玉液大丹》記載，刺蝟油可用於猛火熬製結束後的“養火”環節。作者曾三次提到“加蝟油一盞”，每次可“養火七日”。《丹方鑒源》還有用艾草燒丹的文字，但主要用作含有雄黃的丹藥。
在中國古代煉丹史上，某種燃料被棄之不用是常有的事情。但木炭無疑是其中的例外。按照學者容誌毅的研究，木炭是中國古代煉丹術最為常見的燃料，而且從古到今一直都在使用，隻是被重視程度有所變異而已。他根據古代文獻記載對丹術燃料的構成變化進行了梳理與分析，認為馬通（即馬糞）和穀糠在東漢初年以前最受倚重，木炭次之。從魏晉開始，木炭的使用比例逐漸超越了馬通和穀糠，文獻記載大幅增加。自唐末以後，木炭則占據了絕對主導地位，成為近世煉丹家最為穩定和常用的燃料。
木炭在被廣泛應用於煉丹之前，常出現在上流社會的墓葬裏麵。考古學家曾在長沙馬王堆漢墓的棺槨附近發現了1萬多斤的木炭。宋代學者黎靖德認為，木炭不但疏鬆、吸濕，可“辟濕氣，免水患”，而且還有“截樹根不入”的功能，防止樹根在棺槨附近盤根錯節，破壞墓葬形製。按照黎的說法，木炭乃“死物無情，故樹根不入也”，“樹根遇炭，皆生轉去，以此見炭灰之妙”。事實上，在目前發掘的不少漢墓裏，都可以看到累累而堆的木炭層，在守護著已在黃腸題湊安臥千年的靈魂。
木炭之所以被煉丹家所倚重，與古人對自然萬物的認識有關。晉代醫家葛洪認為，柞柳雖然容易腐朽，但若將其燒之為炭，就可以做到永不朽敗。南朝道士陶弘景也很看重木炭，說樹木製成炭後，“永不塵耗”。不過，現代學者容誌毅懷疑，古人喜用木炭作為煉丹熱源，或許是因為木炭容易在技術上實現文武火之間的相互轉換，並且可以持久燃燒，緩慢加熱。
古代煉丹活動幾乎在所有環節都使用木炭，唐代以後用量尤大。唐代丹經《玉洞大神丹砂真要訣》記載，作者煉製“神符白雪丹”時，動輒“文火養七日”，“武火逼兩日”。初期木炭用量僅為13兩，但此後即不斷增減，“晝夜不絕”，運火經年，直至9年後方才煉製成功。唐代陳少微《大洞煉真寶經九還金丹妙訣》載，按照天幹地支中的十二地支，每個丹爐設12個門，用炭量雖各有不同，但周回循環，不斷加炭，煉丹一次即需木炭五六百兩之多。由於木炭需要伐樹燒製，且燒成後體積和重量都有銳減，因此五六百兩的用炭量是非常驚人的。丹藥之所以代價不菲，普羅大眾鮮能享用，至少應該部分歸因於燃料耗費過巨。
除了直接燒木而成的木炭之外，古代顯宦之家還要求術士以昂貴材料製作人工炭，以便保證丹藥達到他們想象中的養生奇效。據王仁裕《開元天寶遺事》記載，唐代權臣楊國忠因妹而貴，受寵於玄宗李隆基。為了延年益壽，富貴長遠，他曾命術士將木炭砸成碎屑，用蜂蜜攪合，然後塑為雙鳳之狀，用作燃火或煉丹。同時期的《清異錄》一書還記載了一種名為“黑太陽法”的人工塑炭技法，即把精炭搗成末狀，研米煎粥，攪和之後，放進預先製作好的圓鐵模範，運至鐵製平麵錘打後取出陰幹。據說燃燒時，隻需十數枚即可徹夜不滅。學者容誌毅猜測，這種人工炭燃燒如此持久，或許是因為米粥黏合後，木炭的蜂窩狀縫隙被填充以致於密度增大的緣故。