La Cuenca Carbonífera de Puertollano, de unos 12 km de longitud y 1,4 a 4,2 km de anchura, se encuentra situada en la parte SE de la Zona Centroibérica del Macizo Ibérico. Se originó, al final de la Orogenia Varisca, por el relleno de la depresión generada por el rejuego lateral de grandes fallas antiguas. El estudio de la cuenca está proporcionando una valiosa información que ayuda a entender las condiciones paleoambientales, paleoclimáticas y paleogeográficas que existieron durante el Carbonífero Superior, reforzando la hipótesis de su depósito en una zona muy próxima a la costa y con algún tipo de conexión marina. La sucesión estratigráca está formada por 630 m de rocas sedimentarias siliciclásticas, incluyendo 15 capas de carbón, 3 niveles bituminosos profundos (“pizarras bituminosas”) y más de 40 niveles de tobas y cineritas de origen volcánico. Muchas de las capas de carbón, sobre todo las 4 de mayor interés minero, fueron explotadas desde 1873 hasta 2015; también los niveles bituminosos, entre 1925 y 1966, como materia prima para obtención de hidrocarburos a través de un proceso de destilación industrial, origen del actual complejo petroquímico. La presencia de un rico y variado contenido paleontológico de especies vegetales, especialmente en algunos de los niveles tobáceos y cineríticos (como el famoso Omphalophloios puertollanense), y de vertebrados (pequeños tiburones primitivos y anfibios) e invertebrados en niveles lutíticolimolíticos, la convierten en una cuenca única. La reciente datación radiométrica absoluta mediante el método Pb/ U, de dos de los niveles volcánicos situados en la parte media de la sucesión, da una edad de unos 303 Ma.