煤炭物流系统一般由煤炭供给、运输、终端用户、储运和交易等五个子系统构成，其共同发挥作用，推动着煤炭物流、资金流、信息流等形成严密的网络并沿着网络动态流动；煤炭物流的脆弱性是指在煤炭网络动态流动和服务活动过程中，煤炭物流整个系统由于缺乏对内外扰动的敏感性和应对能力，导致系统结构和功能容易受到影响甚至受到一定损害的属性。煤炭和煤炭物流自身特征是煤炭物流脆弱性产生的主要的、直接的原因，而扰动等外界驱动因素则通过影响该系统内部特征使系统的属性发生变化，并最终通过系统面对扰动的敏感性和应对能力来体现。
煤炭物流脆弱性产生的原因及表现主要体现在三个方面：
第一，受煤炭自身特点影响。煤炭作为散堆装货物，堆积时所占面积大、库存产品质量难以保障、运输方式过于单一，货物装卸时对周围环境污染较为严重。煤炭自身特点决定了煤炭本质上具有一定程度的脆弱性。
第二，受煤炭物流性质影响。煤炭物流集生产、销售、回收为一体，呈现节点多、运输周期长、作业场所变动频繁、时效性欠强，材料供应过程从采购、运输、存储、发放、使用紧密相连，而与其他物流子系统相对独立，且中途会出现数次转运等特点。在煤炭物流严密网络中，物流链、信息链、资金链以及技术链贯穿其中，这一方面保证了煤炭物流正常运转，另一方面，无论哪一个链条异常或断裂都会产生网络风险，尤其是随着单个环节中企业、关系连接的不断增加，煤炭物流系统对外界扰动缺乏及时高效的应对能力，导致系统受到损害。
第三，受外界扰动因素影响。（1）空间因素。我国煤炭资源分布、生产与消费在空间上严重错位，西煤东运、北煤南运的总体供需格局和东南凸、西北凹的总体消费格局更加突出，致使影响我国煤炭供应安全的因素越来越多，脆弱性凸显，特别是在需求旺盛期，网络局部协调不畅时，系统中断和拥塞的可能性会大大增加。（2）基础设施因素。主要是铁路煤运通道能力不足，导致公路长途运输量持续增加。储配基地建设滞后，主要港口吞吐能力不足，集疏运系统不匹配，应急保障能力有待进一步提高。（3）市场因素。一是需求不确定因素。煤炭物流网络系统所特有的多主体、跨地域、多环节的特征，使网络系统的供给和需求不确定性增加，导致资源配置效率降低，给煤炭物流网络的经济活动和交易过程带来巨大的负面影响。二是价格波动因素。煤炭价格的变化趋势沿着下游产业向上游产业传递，从而影响着煤炭产销的各个环节。三是市场主体因素。近年来，大量小规模物流企业迅速出现，且多从事运输、仓储、装卸等单一业务，缺乏现代物流理念，供应链管理和社会化服务能力不强，煤炭物流服务主体呈现“小、散、弱”的特点。四是成本因素。一方面煤炭物流各环节税率不统一，不合理收费多，税费重复征收，企业负担重；另一方面，物流通道不完善，部分物流环节衔接不畅，流通效率低。煤炭从产地到主要消费地，流通环节费用较高。（4）技术人才因素。煤炭物流标准化程度低，各物流要素之间难以做到有效衔接和兼容。整体物流技术装备水平低，运行效率不高。能耗与排放仍未得到有效控制，环境污染严重。物流人才培养机制不健全，人才数量少，专业结构不合理，复合型人才紧缺，难以适应煤炭物流快速发展的需要。（5）其他因素。主要产煤区的资源兼并重组、运输通道梗阻、库存变动、煤炭消费的季节性、重大安全事故、煤电之争、宏观经济环境变化等因素也加剧了我国煤炭物流系统的脆弱性。