煤矸石是一种含碳岩石，因此，它具有一定的热值，又具备岩石的一些基本特征，其综合利用的方向包括建材领域、能源领域、回填及充填、化工及其他利用。

煤矸石在建材生产领域的应用是其最主要的资源化利用途径之一，集团煤矿产生的煤矸石就被阳城昊岳建材有限公司等单位利用制砖、另外煤矸石还用来生产水泥和混凝土掺合料、煤矸石制备其他建筑材料包括耐火材料、陶瓷、玻璃等。此外，煤矸石还可用于生产轻质骨料、煤矸石棉、微晶玻璃等建筑材料。

煤矸石的能源利用主要包括发电和供热两个方面，煤矸石发电是最主要的能源利用方式，主要采用循环流化床锅炉技术。

煤矸石的充填和回填利用是实现其减量化、无害化的重要途径，主要包括井下充填和地面回填两大类。煤矸石井下充填主要分为固体充填、膏体充填和浆体充填。地面回填包括采空区回填、路基充填、煤矿塌陷区复垦、生态修复等。

煤矸石在化工领域的应用主要是提取有价元素和制备化工产品，虽然目前应用规模相对较小，但具有高附加值的特点。一些煤矸石与粉煤灰含较丰富的锂、镓、锗、汞、镍、硒等稀有元素，可以对其进行有价元素的提取。制备化工产品包括制取结晶氯化铝、水玻璃等。

另外也有研究将煤矸石作为土壤改良剂在农业领域的应用，其他应用包括制备吸附剂、催化剂、分子筛等。

煤矸石综合利用的方式非常多，但是产品化很难大规模解决煤矸石的问题，各地纷纷将消纳的主要方向向地面回填探索，但回填目前依然受土地等多方面因素影响。