“煤变油”即科学意义上的煤制合成油。煤的直接液化首先于20世纪初在美国、德国、英国和日本实现。19 23年，德国化学家又研究出煤的间接液化技术。山西的煤炭资源遍布全省97个县市，储量多、煤质好、埋藏浅，煤种齐全，得天独厚。但是，山西却没有石油。早在上个世纪20年代，山西就开始了 “煤变油”的试验，比1927年德国建成的世界上第一个煤炭直接液化厂还早3年。而且，在30年代和90年代，都成功地实现过煤
制合成油。
1924年，山西育才炼油厂开始试炼“炭油”，但军阀混战使“煤变油”没有结果。
军阀闫锡山在辛亥革命后成了山西的“土皇帝”。为了发展自己的势力，他于1920年派人到法国学习航空技术，又从国外进口机件组装出两架双翼教练飞机。1923年，修筑了军用飞机场。1925年春，从法国买回两架飞机，并计划购买40架飞机成立航空兵团。到1930年底，他先后从英、法、德、日购进或组装飞机20多架，拥有汽车 500多辆，对于汽油的需求量不断增多。
山西当局为了减少石油输入额和发挥晋煤的优势，1924年在山西省左云县吴家窑投资45万元，从德国购置了一套“煤之蒸馏设备”，并组建了育才炼油厂。1925年这个炼油厂开始以煤炭为原料采用低温干馏法试炼炭油( 原油)，却因设备简陋和技术不过关未出产品。1926年又添置设施继续试验。同年，闫锡山参加了直奉战争，工厂设施遭受损失，无法继续试验。闫锡山在1930年“中原大战”倒蒋失败后逃往大连，历时5年多的山西第一次“煤变油” 最终没有结果。
1935年，山西燃料研究所研究出了“煤变油”，但日寇入晋后，引进装置遭到掠夺。
1932年，闫锡山为了表示要埋头发展经济，不再与蒋介石争夺天下，便打起“造产救国，振兴实业”的旗号，制定了《山西省政十年建设计划案》，将育才炼油厂改名为山西育才炼油试验厂。1933年，这个试验厂又改名为山西燃料研究所，自造“连续外热式炼油炉”一组，聘请德国工程师胜文再次试验“煤变油”，试验进行了一年，未获成功。当时德国的煤炭直接液化厂的生产能力已达10万吨／年，英国也搞成功了煤制汽油。于是，山西派人到英国和德国学习炼油技术，并从德国购买精制炼油机器。
留学归来的科技人员开始对山西各地的不同炭种进行精制炭油试验对比，成功地生产出汽油、柴油、机器油、石蜡、沥青等。1936年，燃料研究所专门配置了一座附属煤矿，积极准备进行工业化生产。此外，西北炼钢厂炼焦部于1934年筹建，3年后已建成焦炉36座，配置了炭油蒸镏、汽油蒸镏设备，准备从煤焦化中提炼汽油，原定于193 7年10月1 日正式投产。不料，“七七事变”爆发了，日寇于9月中旬入侵山西， 11月8日侵占太原。燃料研究所和西北炼钢厂炼焦部引进的装置被日军拆卸装箱运到日本和东北、大连等地，厂房被炸毁。山西第二次“煤变油”被日寇扼杀了。
1989年，山西完成煤制合成油中试，通过专家鉴定和可行性论证。
煤制合成汽油曾是我国“七五”期间重点科技攻关项目。
1981年，中科院山西煤化所开始进行煤制合成汽油的开发研究，经过4年多的工作，攻克了煤间接液化的一些技术难题，在小型试验成功后，开发出两段法煤制合成油中试装置。由于种种原因，直到1989年5 月至8月，才在山西省代县化肥厂完成百吨级中试。那次中试连续运行 1600小时，共得汽油5.8吨，汽油收率达到90-100克／标立米，油品辛烷值超过80。同年12月1日，该项目通过中科院资源环境局、山西省科学技术委员会组织的联合鉴定。1990年5月3日，在太原举行了煤制合成汽油专家论证会，与会专家对中试取得的数据进行了认真分析，并一致 认为：这一技术属于国内首创，并达到国外同类技术水平，具备了工业放大的条件。山西省计委、科委、化工厅和中科院山西煤化所在论证会后组成选址考察小组，先后考察了省内高平、晋城两地的四个化肥厂，最后选定在晋城市第二化肥厂进行合成油工业性试验。
1993年，山西煤制合成油工业化试验装置，生产出高标号车用汽油，由于成本高于进口石油，没有走向市场。
1990年10月，化工部第二设计院完成工业化装置的初步设计。1991 年初，国家拨款600万元，山西省自筹900万元，利用晋城市第二化肥厂的厂区空地、公用设施和辅助生产装置，投建了规模为年产汽油2000吨、 副产城市煤气750万立方米的工业化试验装置。该工艺流程是以煤造汽，生产水煤气为原料，经净化、压缩、裂解、加氢、两段催化合成后得到优质汽油，尾气作为城市煤气使用。当时，世界上仅有为数不多的国家能掌握这种技术。
1993年12月16日，装置建成后顺利打通了全流程，产出90号车用汽油，并通过了连续开车1500 小时的考核。与此同时，化二院开始进行年生产能力5万-10万吨煤制合成汽油大型装置的设计方案工作。原设想这一技术可以为各地中小化肥厂依靠现有设备联产汽油、煤气开发新的生产门路，提高经济效益，但因当时国际石油价格低，我国开始大量进口石油。由于制取1吨汽油约需4-5吨煤，“煤变油”的成本高于进口石油，所以在经济上不合算。另外，由于经费紧张，这套工业化试验装置在试验成功后便没有开车。
2001年，山西煤炭液化又提上议事日程，巨大的建设投资将成为新的问题。
山西一直没有间断“煤变油”的开发和研究，不少专家坚信只要不断改进技术，该技术的成本就会不断降低。现在，山西已经拥有世界上先进的煤炭液化技术储备，有的研究成果具有很强的创新性，处于国际领先地位。
20世纪末，世界石油市场风云多变，价格暴涨。我国从1993年由石油出口国成为石油进口国之后，每年进口数量不断加大。对进口石油的依赖已危及到我国的能源战略安全。山西煤炭液化作为我国能源结构战略性调整又被提上重要的议事日程。2001年4月，中科院和山西省政府签署了《发展山西煤间接液化合成油产业的框架协议》，提出在今后5 至10年内，在山西朔州、大同地区建成一个以百万吨级煤基合成汽油为核心的、多联产特大型企业集团，标志着山西“煤变油”又迈出关键的一步。2001年10月，我国启动了“煤基液体燃料合成浆态床工业化技术的开发”项目，旨在3年内在煤炭大省山西建成一个万吨级“煤变油” 装置。一年来，这一开发项目已取得阶段性成果，经过一个千吨级装置上运行，形成了一套具有自主知识产权的工艺流程。
目前，山西已经具备万吨级煤基合成汽油生产装置的技术能力，在关键技术、催化剂的研究开发方面也拥有了自主知识产权。工艺技术软件开发和集成的研究正在进行。一些专家指出，建设以煤基合成汽油为核心的多联产特大型企业集团，把油品控制在每桶20美元以下是有可能的。今后，山西“煤变油”面临的不是技术问题，也不是成本问题，而 是如何解决建设资金问题。
