Η εξόρυξη άνθρακα είναι η διαδικασία εντοπισμού και απομάκρυνσης υπόγειων κοιτασμάτων άνθρακα. Η βιομηχανία εξόρυξης άνθρακα αναφέρεται στις δημόσιες και ιδιωτικές εταιρείες σε διάφορες χώρες που εμπλέκονται σε αυτή τη διαδικασία. Η επιφανειακή εξόρυξη, συνήθως με τη μορφή της λεγόμενης εξόρυξης ταινιών, και η υπόγεια εξόρυξη, όταν οι σήραγγες σκάβονται πολύ κάτω από την επιφάνεια, είναι οι δύο κύριοι τρόποι εξόρυξης στους οποίους μπορεί να έχει πρόσβαση η βιομηχανία εξόρυξης άνθρακα και να απομακρύνει τα κοιτάσματα άνθρακα. Η βιομηχανία εξόρυξης άνθρακα έχει τις ρίζες της στη Βιομηχανική Επανάσταση του 18ου αιώνα, όταν παρείχε μια πηγή ενέργειας για ατμομηχανές που χρησιμοποιούνται για την κίνηση των τρένων, των πλοίων και των εργοστασιακών μηχανών. Σήμερα, ο άνθρακας που εξορύσσεται από τη βιομηχανία εξόρυξης άνθρακα χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και στην κατασκευή χάλυβα.
Ο τύπος της διαδικασίας εξόρυξης που χρησιμοποιείται από τη βιομηχανία εξόρυξης άνθρακα για την εξόρυξη ενός κοιτάσματος άνθρακα ποικίλλει ανάλογα με παράγοντες όπως το βάθος ενός κοιτάσματος, τη γεωλογία της περιοχής και περιβαλλοντικούς παράγοντες και κανονισμούς. Η επιφανειακή εξόρυξη, συχνά με τη μορφή εξόρυξης ταινιών, είναι η πιο κοινή διαδικασία και γίνεται συνήθως όταν ένα κοίτασμα βρίσκεται σε απόσταση μικρότερη από 300 πόδια (100 μέτρα) κάτω από το έδαφος. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την απομάκρυνση μεγάλων ποσοτήτων χώματος και πετρωμάτων μέχρι να επιτευχθεί το κοίτασμα άνθρακα. Τα βαθύτερα κοιτάσματα εξορύσσονται συνήθως χρησιμοποιώντας υπόγειες μεθόδους εξόρυξης, όπου δημιουργούνται εκτεταμένα συστήματα σήραγγας για πρόσβαση στον άνθρακα.
Η εξόρυξη άνθρακα είναι μια σημαντική βιομηχανική δραστηριότητα σε πολλά μέρη του κόσμου, συμπεριλαμβανομένων των Ηνωμένων Πολιτειών, της Κίνας, της Αυστραλίας, της Ινδίας, της Ρωσίας και της Νότιας Αφρικής. Ο άνθρακας που παράγεται από τη βιομηχανία εξόρυξης άνθρακα παρέχει πόρους για άλλες βιομηχανίες με τη μορφή ηλεκτρικής ενέργειας και εξευγενισμένου άνθρακα που χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, στην παραγωγή χάλυβα και τσιμέντου. Ο άνθρακας παρέχει επίσης ηλεκτρική ενέργεια στο ευρύ κοινό. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, υπολογίζεται ότι η μισή ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται προέρχεται από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύσιμο άνθρακα.
Η εξόρυξη άνθρακα και η επεξεργασία άνθρακα που εκτελούνται από τη βιομηχανία εξόρυξης άνθρακα είναι δαπανηρές, μεγάλης κλίμακας βιομηχανικές δραστηριότητες που απαιτούν μεγάλες επενδύσεις σε μηχανήματα και ανθρώπινο δυναμικό. Η παροχή ασφαλούς περιβάλλοντος εργασίας για τους ανθρακωρύχους και ο περιορισμός των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της διαδικασίας εξόρυξης μπορεί να είναι δαπανηρή και προκλητική για τη βιομηχανία εξόρυξης άνθρακα. Σε ορισμένες χώρες, όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες, οι κανονισμοί απαιτούν συχνά από τις εταιρείες να αποκαταστήσουν τη γη που επηρεάζεται από την εξόρυξη και να παρέχουν ένα ασφαλές εργασιακό περιβάλλον για τους ανθρακωρύχους. Οι εταιρείες που δραστηριοποιούνται σε λιγότερο ανεπτυγμένες περιοχές είναι συχνά λιγότερο ελεγχόμενες και εκεί τα ανθρακωρυχεία μπορεί να έχουν καταστροφικές επιπτώσεις στο περιβάλλον και να είναι εξαιρετικά επικίνδυνοι χώροι εργασίας.