煤炭在运抵目的地后，被燃烧发热。在煤炭的燃料循环周期中，煤炭燃烧可能是引起最敏感和复杂的环境问题的环节。煤炭燃烧产生四种主要的污染物：二氧化硫、一氧化氮、硫化氢和颗粒物。所有这些污染物污染土地、空气和水。随着煤炭中含硫量升高而升高的二氧化硫造成呼吸问题、粮食减产和酸雨。一氧化氮除造成同样的问题外，还引起酸雾。燃煤设备每天向大气排放成吨的颗粒物，引起财产损害和健康问题。最后是被认为引起大气温度上升的温室效应的二氧化碳的排放。煤燃烧也对水体造成热污染。
美国有超过600家的燃煤电厂。在所有工业污染来源中，燃煤电厂被认为对人类健康和环境的威胁最大。最近有研究指出，燃煤电厂所产生的可吸入颗粒物污染，每年直接导致超过13000人死亡，9700人住院治疗，20000人心脏病发作，造成的损失折合美元超过1000亿元。但是相对2004年的研究，该统计数据还算“好消息”，2004年研究测算时估计每年有24000人死亡，21850人住院治疗，38000人心脏病发作。类似的，同期二氧化硫排放量从2004年的1030万吨减少到2009年的570万吨。联邦和州的清洁空气监管是这一结果的主要原因。[44]
燃煤设备引起酸雨问题。酸雨被广泛地定义为远距离移动和聚集的污染物。酸雨始于燃烧。当煤在发电厂燃烧时，大量的氧化硫和氧化氮被排放到在大气中，它们与云层中的水化合形成硫酸和硝酸，并在降落之前移动很远的距离。酸雨是美国东北部和加拿大东部的主要污染。
1990年修订的《清洁空气法》[45]是控制燃煤发电厂污染的基本联邦法律。这是一部复杂且具体的法律，主要依靠州监管部门的规划和实施。该法是近年来诉讼的热点。[46]
该法目的是建立污染排放的标准，要求为每种污染物建立国家空气质量标准（NAAQSs），并要求各州制定州实施方案（SIPs）以实现该目标。如果州政府制定的方案不完备，环保署可以驳回该方案，施加惩处并实施联邦实施方案（FIP）。环保署的监管规定收到挑战，环保团体认为太松懈，但电力设施公司却认为太严格。哥伦比亚特区联邦巡回上诉法院对“塞拉俱乐部诉科斯特拉”案[47]的判决认可了这些法规的合法性。(www.xing528.com)
考虑到现存的燃煤发电厂和这些发电厂很大的投资，《清洁空气法》规定1971年以前建成的燃煤电厂得到豁免，除非它们进行了改扩建。改扩建发电厂适用新污染源运行标准（New Source Performance Standards）。类似的，新建燃煤电厂也要符合新污染源运行标准。在上述两种情形下，要求安装污染控制技术设备的规定，对所有发电厂均适用。[48]
从1998年开始，环保署在所有工业领域实施新污染源审查（New Source Review，NSR）。监管部门要求拟进行重大改造的发电厂安装最好的控制技术，以减少氧化氮、氧化硫和颗粒物排放，见“威斯康星发电公司诉瑞雷”案[49]。新污染源审查多次成为诉讼对象。针对这一从克林顿政府时期开始执行的标准，布什政府将发电厂从审查对象中“剔除”或排除。[50]这种“剔除”随即也成为诉讼的主题。
哥伦比亚特区联邦巡回上诉法院裁定的结果是，这种“剔除”违反了《清洁空气法》的要求，应允许环境保护署为电力行业设定清洁空气规定。见“新泽西州诉环境保护署”[51]案。2011年3月，环境保护署提出了超过1000页的规则建议，并且对采用化石燃料的发电厂排放有害气体污染物设定了国家标准。不用说，这些规则引起很大争议。环境保护署声称，虽然2016年全年工业企业可能要为之花费110亿美元，但它增进健康的价值有望达到590亿元至1400亿元之间。见美国环境保护署的《减少电厂有害气体排放》和《汞和有害气体建议标准的情况说明书》。[52]
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