Erinevalt merelise tekkega naftast ja maagaasist on kivisüsi moodustunud maismaataimede lagunemise tulemusena. Kivisöelademed kujutavad endast ca 360-290 miljonit aastat tagasi pehme ja niiske kliima perioodil soisel pinnasel vohanud puude ja põõsaste lagunemise jääke. Peamiselt ligniinist ja tselluloosist koosnenud taimestiku aeroobsel lagunemisel mikroorganismide poolt muundatakse tselluloos taime kärbumisel süsinikdioksiidiks ja veeks. Polümeerne, aromaatsetest benseenituumadest koosnev ligniin on palju püsivam bakteriaalse lagunemise suhtes ning akumuleerub soises pinnases vee all. Sellise materjali kogunemise ja tihenemise tulemusena moodustub turvas. Soised alad ja rabad mattuvad erinevate settekivimite ning maakoore materjaliga. Maakoores toimuvate muutuste nagu selle kokkusurumise ja üldise vajumise tulemusena mattuvad lagukihid üha sügavamale, põhjustades täiendava kõrgema rõhu ning temperatuuri tingimustes söe formeerumise protsesse (joonis 1).

Joonis 1. Söe formeerumise protsess (söestumisprotsess).

Seejuures asetleidvate muundumisprotsesside käigus eralduvad turbast järk-järgult vesi ja süsinikdioksiid, väheneb ka lämmastiku- ja väävlisisaldus ning aromaatsete rühmade vahel moodustuvad uued sidemed. Protsesside tulemusena muundub turvas pruunsöeks, see omakorda sub-bituminoosseks kivisöeks, seejärel bituminoosseks kivisöeks ja antratsiidiks. Kui kirjeldatud muundumisprotsessid jätkuvad, saadakse vaid süsiniku aatomitest koosnev grafiit (joonis 2).

Joonis 2. Näide söe võimalikust struktuurist ja grafiidi struktuuri skeem.