第三紀殘留含煤盆地面積為16.6×104km2。第三紀殘留含煤盆地主要分布在大陸的東部。除臺灣活動帶臺西盆地面積稍大外，其余盆地面積都很狹小，分布零星。第三紀含煤盆地發育時代在大陸北部以老第三紀為主，而大陸南部以新第三紀為主。
在西伯利亞板塊準噶爾—興安活動帶的東部，主要在嫩松—佳木斯微陸塊散布有第三紀含煤盆地。位於黑龍江南岸的孫吳盆地和烏伊嶺盆地，含煤巖系為古、始新統烏雲組（E1-2w）。在嫩松地塊有壹面積稍大的依安盆地，是在松遼盆地白堊紀沈積層之上發育的煤系地層，已被鉆井所證實為古、始新統烏雲組（E1-2w）。沿著嫩松地塊與佳木斯地塊之間跨越準噶爾—興安活動帶與華北陸塊的依蘭—舒蘭盆地群（普陽—寶泉嶺、佳木斯隱伏帶，依安—尚誌、舒蘭、伊通、沈北盆地），含煤巖系為下第三系始、漸新統寶泉嶺組（E2-3b）、達蓮河組（E2-3d）和始新統舒蘭組（E2sh）、楊連屯組（E2y）。在黑龍江、松花江、烏蘇裏江會合處的三江盆地，第四紀沈積覆蓋之下第三系含煤巖層為下第三系始漸新統寶泉嶺組（E2-3b）。沿著敦化—密山斷裂帶發育的敦化—密山盆地群（虎林—密山隱伏帶，牡丹江、敦化、樺甸、梅河口、撫順盆地）含煤巖系為下第三系始、漸新統虎林組（E2-3h），古—漸新統樺甸組（E1-3hd）、梅河口組（E1-3m）及古—漸新統撫順群（E1-3f）。
在華北陸塊天山—赤峰活動帶東端的琿春盆地，含煤巖系為下第三系古—漸新統琿春組（E1-3h）。在天山—赤峰活動帶的圍場—林西盆地與位於華北陸塊北緣隆起帶的冀北蒙南盆地群（張北、集寧盆地），含煤巖系均為上第三系中新統漢諾壩組（N1h），而集寧盆地中新統之下還發育有下第三系始新統靈山組（E2l）。在華北陸塊的冀西晉北盆地群（京南、繁峙、曲陽盆地）含煤巖系均為下第三系始新統靈山組（E2l）。在華北陸塊膠東隆起和魯淮隆起的郯廬斷裂帶兩側發育有魯東盆地群（龍口、新泰、平邑盆地，濰坊隱伏帶，坊子盆地）含煤巖系為下第三系始新統黃縣組（E2h）、五圖組（E2w）。
第三紀含煤盆地在中國大陸南部比較集中分布在華南板塊和藏滇板塊的南部滇黔桂壹帶。分布在南華活動帶的桂南盆地群（百色、憑祥東、合浦、南寧盆地，桂平盆地）、粵西南茂名盆地及瓊北文昌盆地，均有下第三系含煤巖系發育。桂南盆地群含煤巖系為始、漸新統邕寧群（E2-3y）和上第三系中、上新統南康群（N1-2n）。茂名盆地含煤巖系為下第三系始、漸新統油柑窩組（E2-3y）和上第三系中新統下部黃牛嶺組（N1h）。瓊北文昌盆地含煤巖系為下第三系始、漸新統長昌組（E2-3ch）和上第三系中新統長坡組（N1ch）。南華活動帶的浙北嵊州盆地、閩南漳浦盆地都是很小的殘片，含煤巖系均為上第三系佛縣群（N1-2f）和嵊縣群（N1-2sh）。在臺灣活動帶的臺西盆地，含煤巖系為上第三系中新統，野柳群下部木山組（N1m），瑞芳群下部石底組（N1s），三峽組下部南莊組（N1n）。
中國海域含煤盆地除海南瓊北盆地和臺灣臺西盆地第三紀含煤巖系發育外，其它盆地也多發育有第三紀煤系。渤海盆地下第三系漸新統東營組（E3d）和上第三系中新統館陶組（N1g）、上新統明化鎮組（N2m）都發育含煤巖系。南黃海盆地含煤巖系為下第三系漸新統戴南組（E3d）和三垛組（E3s）。東海陸架盆地第三紀沈積均發育有含煤巖系。自下而上為：下第三系古新統靈峰組（E1l）、始新統平湖組（E2p）、漸新統花港組（E3h），上第三系中新統龍井組、玉泉組、柳浪組和上新統三潭組（N2s）。臺西盆地即位於東海陸架盆地南端。南海海域廣闊，發育有諸多第三紀沈積盆地，已經初步證實的含煤盆地有北部的珠江口、瓊東南、鶯歌海和北部灣盆地，南部有曾母、東納土納、南薇灘和禮樂灘盆地。第三系含煤巖系珠江口盆地為下第三系始新統文昌組（E2w）、恩平組（E2n），上第三系中新統珠海組、韓江組、粵海組。海南崖13—1氣田位於瓊東南盆地，下第三系始新統崖城組（E2 y）發育有暗色泥巖、炭質泥巖和煤層占該組地層三分之壹，分布面積達百余平方千米，是良好的氣源巖。
揚子陸塊的滇北盆地群（西昌、昭通、會澤、攀枝花、彌渡、楚雄、尋甸、曲靖盆地）含煤巖系為上第三系昭通組（N1zh）。滇東南盆地群（玉溪、彌勒、開遠、紅河、文山盆地）含煤巖系為上第三系中新統小龍潭組（N1x）。在松潘—甘孜活動帶的川西藏東盆地群（阿壩、昌臺、理塘、中甸、金河西、麗江、劍川盆地）含煤巖系為上第三系中新統昌臺組（N1ch）、雙河組（N1sh）和上新統阿壩組（N2a）、三營組（N2s）。在羌北—昌都—思茅（微）陸塊的思茅盆地群（芒康、洱源、景東、景谷、思茅、猛臘盆地），羌中南—唐古拉—保山陸塊的保山盆地群（保山、臨滄、耿馬、雙江、瀾滄、猛海盆地），岡底斯—騰沖（陸緣）活動帶的騰沖盆地群（騰沖、龍陵、潞西、盈江、瑞麗盆地），含煤巖系均為上第三系上新統三營組（N2s）。
藏滇板塊岡底斯—騰沖活動帶的藏西南門土盆地和拉薩西尼木盆地含煤巖系為下第三系始新統門土組（E2m）。藏南日喀則—昂仁盆地含煤巖系為下第三系始新統秋烏組（E2qu）、恰布林組（E2q）。
參見《中國煤層氣盆地圖集》“中國第三紀含煤盆地分布圖”、“中國第三紀含煤盆地壹覽表”、“中國第三紀含煤盆地地層表”。