Угленосность. Пласты и прослои углей характерны для всего разреза каменноугольной системы, для отложений верхнего палеогена и нижнего неогена северо-западной части бассейна. Пласты углей каменноугольной системы располагаются через каждые 20—40 м друг от друга; в восточной части бассейна — через 100 м. Общее количество пластов и прослоев в нижнем отделе каменноугольной системы около 100, в среднем — 200 и в верхнем — 15. Преобладающая часть рабочих пластов имеет мощность от 0, 6 м до 1, 0 м. В Д. у. б. распространены все основные марки каменных углей: длиннопламенные (Д), газовые (Г), жирные (Ж), коксовые (К), отощённые спекающиеся (ОС), тощие (Т), полуантрациты (ПА) и антрациты (А), а также переходные от бурых углей к длиннопламенным. Петрографический состав углей довольно однороден. Уголь относится к классу гумитов, содержащих иногда небольшие сапропелево-гумусовые прослои. Для углей нижнего отдела каменноугольной системы характерны тонкие прослои липто-биолитов. Угли являются высококачественным топливом. Средняя теплота сгорания товарного рабочего топлива 5200—6000 ккал/кг. Угли малофосфористые, малосернистые в западной и высокосернистые в северной частях бассейна. Эксплуатация большинства пластов углей сопровождается выделением газов, в том числе метана; по мере увеличения глубины газообильность, как правило, увеличивается.
Кроме угля, Д. у. б. богат и др. полезными ископаемыми: в северо-западной части имеется ряд месторождений природного газа (в том числе очень крупное — Шебелинское), в районе Артёмовска и Славянска разрабатываются месторождения каменной соли; в западной части Главной антиклинали — крупное Никитовское сурьмяно-ртутное месторождение; в Лисичанском районе и у Славянска — залежи мела (для содовой промышленности); в Амвросиевском и др. районах — меловые мергели (для получения цемента). Имеются флюсовые известняки и доломиты (главным образом в Волновахском и Старобешевском районах), кварциты, огнеупорные глины и формовочные пески, песчаники, известняки и кристаллические породы, используемые для промышленного и жилищного строительства, и минеральные краски. Экономико-географический очерк. Первые угольные копи промышленного значения были открыты с целью обеспечения топливом Луганского металлургического завода, построенного в 1795—97. Однако он вскоре был закрыт и выплавка чугуна на каменном угле возобновилась только в 30-х гг. 19 в.; из-за отсутствия транспорта и по др. причинам до 60-х гг. добыча была незначительной: за 1796—1806 добыто всего 40 тыс. т угля; в 1860 — около 100 тыс. т, в 1870 — 250 тыс. т. Резкое увеличение добычи угля началось после реформы 1861 в связи с развитием капитализма в России, ростом потребления угля железными дорогами, сахарной промышленностью, а позже металлургией Юга. С 1870 по 1913 добыча угля возросла в 100 раз и достигла 25 млн. т (из них в украинской части современного Донбасса 22, 8 млн. т). Бассейн стал первым по добыче среди угольных районов России. Этому способствовало крупное ж.-д. строительство, особенно открытие в 1869 Курско-Харьковско-Азовской, в 1871 Воронежско-Ростовской дорог, в 1884 железной дороги Донбасс—Кривой Рог; дороги давали выход угля в районы потребления и обеспечивали подвоз железных руд Криворожья в угольный бассейн для крупной металлургии. В то время основными потребителями угля были железные дороги (1881 — 49%, 1913 — 27%), металлургия (1913 — 22%). Д. у. б. стал главной составной частью южного горнопромышленного района.
Угольная, как и др. промышленность Донбасса находилась в руках иностранного капитала. Франко-бельгийский синдикат «Продуголь» (основан 1904) контролировал 75% добычи угля Д. у. б. и почти 70% его сбыта. Монополисты жестоко эксплуатировали рабочих. Добыча на шахтах велась вручную. В 1913 было 1200 шахт со среднегодовой добычей на шахту 21, 1 тыс. т, мощность механических двигателей на одну шахту была в среднем 150 л. с., но и эта механическая энергия обслуживала лишь подъём угля, вентиляцию и водоотливы. За годы Гражданской войны 1918—20 угольная промышленность Донбасса подверглась большим разрушениям. В 1920 угля добывалось в 6 раз меньше, чем в 1916. В восстановительный период началось возрождение Донбасса. К 1928 добыча достигла 30, 7 млн. т. В годы довоенных пятилеток (1929—40) построено свыше 100 новых шахт, заводы горношахтного оборудования, углеобогатительные фабрики и др. предприятия. Резко увеличилась добыча угля: к 1940 она составила 94, 3 млн. т (в том числе в пределах Украины 83, 5 млн. т). Рост добычи сопровождался коренной технической реконструкцией шахтного фонда, концентрацией производства; 87% угля добывалось на шахтах суточной производительностью свыше 500 т. Донбасс наряду с положением первой металлургической базы Советского Союза стал районом комплексного развития тяжёлой индустрии.