Torf ist eine biogene Substanz, die sich durch die sedentäre (ortsgebundene) unvollständige Zersetzung abgestorbener Pflanzenteile unter wassergesättigten Bedingungen bildet, typischerweise in Mooren. Aufgrund des Sauerstoffmangels und der besonderen chemischen Bedingungen wird die Tätigkeit der Bodenlebewesen stark gehemmt, sodass die Pflanzenreste nur teilweise zersetzt werden. Torf besteht aus wechselnden Anteilen von Huminstoffen sowie, je nach Zersetzungsgrad, noch erkennbaren Pflanzenresten, die in schwach zersetzten Torfen überwiegen und in stark zersetzten Torfen kaum noch vorhanden sind. Torf ist die wesentliche Grundlage zur Bildung des Bodentyps Histosol.
Moore mit intakter Torfschicht speichern doppelt so viel Kohlenstoff wie Wälder, wobei eine 15 Zentimeter mächtige Torfschicht etwa gleichviel Kohlenstoff bindet wie ein hundertjähriger Wald auf einer gleichgroßen Fläche. Durch die Entwässerung von Mooren werden Kohlenstoffdioxid und andere klimawirksame Gase freigesetzt, die den Treibhauseffekt zusätzlich verstärken und so die globale Erwärmung beschleunigen.
Traditionell diente der Torfstich der Gewinnung landwirtschaftlicher Flächen, wobei der getrocknete Torf als Brennstoff genutzt wurde. Noch immer spielt Torf als Substrat im Gartenbau eine wichtige Rolle. Da es jedoch tausende Jahre dauert, bis sich eine Torfschicht von einem Meter gebildet hat, überschreitet die Nachfrage vielerorts das Angebot. Nach Angaben des Industrieverbandes Garten wurden in Deutschland 2019 etwa 4,7 Millionen Kubikmeter Torf pro Jahr abgebaut, wobei zusätzlich die gleiche Menge importiert wurde.
Aus diesen Gründen soll der Torfabbau gestoppt werden, um eine Renaturierung der Moore durch Wiedervernässung zu ermöglichen. Daher soll Pflanzenerde im nichtkommerziellen Gartenbau bis 2026 torffrei werden, während der kommerzielle Gartenbau für die Umstellung bis 2030 Zeit hat.
Die Bezeichnung Torf für den aus Mooren gewonnenen Brennstoff aus vermoderten Pflanzenresten wurde im 16. Jahrhundert aus dem Nieder- ins Hochdeutsche übernommen und geht auf das altniederdeutsche turf zurück. Das Wort ist innerhalb der germanischen Sprachen eng verwandt mit englisch turf und niederländisch turf, die beide jeweils auch gleichbedeutend mit dem deutschen Torf sind. Weitere Verwandtschaft besteht zu russisch дёрн djorn, deutsch ‚Rasen‘, und dessen Äquivalenten in den anderen slawischen Sprachen.
Ab einem Gehalt an organischer Substanz von 30 Prozent (Rest: Wasser und Mineralien) heißt die Ablagerung Torf; Gehalte unter 30 Prozent werden als Feuchthumus oder (etwas veraltet) als Moorerde bezeichnet. Niedermoortorf, der sich in Niedermooren bildet, unterscheidet sich von Hochmoortorf, der ausschließlich in Hochmooren entsteht. Einige Wissenschaftler klassifizieren auch Übergangstorf, der in seinen Eigenschaften zwischen dem Nieder- und dem Hochmoortorf vermittelt.
Entsprechend dem Grad der Verdichtung wird zwischen Weißtorf, Brauntorf und Schwarztorf unterschieden, die unterschiedliche Brennwerte besitzen. Der helle Weißtorf lässt die Struktur der Pflanzen noch deutlich erkennen, bei weiterer Zersetzung entsteht ein – wenigstens bei Betrachtung mit bloßem Auge – homogener, strukturloser Körper, der „Brauntorf“ oder „Bunttorf“ genannt wird. Die älteste Torfschicht ist der Schwarztorf. Die unteren Schichten eines Torflagers sind dabei als Grautorf in der Zersetzung weiter als die oberen fortgeschritten. Sie sind älter, größerem Druck ausgesetzt und wurden während der Entstehung auch durchlüftet. Weißtorf ist dabei reich an Fulvosäuren und Schwarztorf reich an Huminsäuren.
Weitere je nach dem Grad der Zersetzung verwendete Begriffe sind: Rasen-, Faser- und Pechtorf. Rasentorf ist die jüngste Bildung und besteht aus wenig veränderten, noch gut erkennbaren Pflanzenresten. Er ist gelbbraun und locker. Fasertorf besteht aus brauner, bereits strukturlos gewordener Masse und ist mit Fasern schwer zersetzbaren Pflanzenmaterials durchzogen. Pechtorf ist dunkler und kompakter als Fasertorf. Er ist der älteste, schwerste Torf und zeigt kaum noch erkennbare Pflanzenreste.
Weißtorf wird als Düngetorf zur Auflockerung von Blumenerde verwendet. Die Bezeichnung ist irreführend, da der Gehalt an düngenden Mineralien keine hinreichend breite Zusammensetzung zur ausgewogenen Anreicherung von Mangelböden bietet. Die ökonomische Bedeutung ist zugunsten der ökologischen Neubewertung nasser Moorflächen erheblich verändert.
Wo die Bodenbeschaffenheit eine Ansammlung von stehendem seichtem Wasser in flachen Seen und Senken der Flussauen gestattet, wird jenes im Laufe der Zeit eutrophieren und durch die abgestorbenen Pflanzenreste verlanden. So entstandener Torf wird als limnischer Torf bezeichnet. Versumpfen terrestrische Böden, etwa durch vermehrten Grundwasserzufluss oder die Verringerung der Verdunstung, wird der Torf als terrestrisch oder semiaquatisch bezeichnet.
Die Entstehung von Torf geht sehr langsam vor sich. Als Durchschnittswert für die Torfablagerung in einem Moor ist ein Mittelwert von 1 mm pro Jahr anzusetzen, es sind aber auch Neubildungen bis zu 10 mm pro Jahr bekannt. Die Entstehung des norddeutschen Teufelsmoores bei Worpswede benötigte ca. 8000 Jahre.
Zunächst entsteht ein nährstoffreiches Niedermoor mit Niedermoortorf. Bei geeigneten Bedingungen koppelt sich die Oberfläche des Moores durch Auflagerungen allmählich vom stehenden Grundwasser in der Senke ab. Das Moorwasser hat nun einen niedrigen pH-Wert um die 3,4–3,7, kaum noch Nährstoffe und nur wenig Sauerstoff sind gelöst, so dass die aerobe und anaerobe Zersetzung pflanzlicher Substanzen gehemmt ist. An diese Bedingung sind die Hochmoor-Pflanzengesellschaften angepasst, deren Ablagerungen den Hochmoortorf bilden.
Des Weiteren können die Torfkörper in den Mooren vertikal gegliedert werden in den aufliegenden Akrotelm (Torfbildungs-Horizont) und den darunter befindlichen Katotelm (Torfakkumulations-Horizont). Der Akrotelm umfasst die nur wenige Zentimeter dicke lebende Vegetationsschicht (euphotische Zone), bestehend aus Torfmoosen und Gefäßpflanzen, sowie die direkt darunterliegende Torfschicht (aphotische Zone und Verdichtungszone). Diese besteht primär aus den immer stärker komprimierten und zersetzten Pflanzenresten, die aerob abgebaut werden, da noch ausreichend Sauerstoff vorhanden ist. Der Katotelm ist wesentlich dichter gelagert, ständig wassergesättigt und weist rund hundertfach geringere Abbauraten auf. Der mikrobielle Abbau verläuft aufgrund des kaum bis nicht vorhandenen Sauerstoffs rein anaerob ab und bilden Schwefelwasserstoff und das charakteristisch schwarz gefärbte Eisensulfid. Auch die Wasserflussraten sind extrem gering.
Pflanzen, die zur Vermoorung und Vertorfung führen, kommen in großer Anzahl vor und wuchern stark, sie treiben aber besonders verfilzte Wurzeln. Dazu zählen Heiden wie Besenheide und Glocken-Heide, Sauergräser, besonders Seggen-Arten und Wollgräser und Simsen sowie Binsen, Schwarz-Erlen, vor allem aber Torfmoose (Sphagnum). In hoch gelegenen Regionen kann auch die Bergkiefer (Pinus mugo) eine Rolle spielen. Je nach Beteiligung einzelner der genannten Pflanzen an der Moorbildung, der Ökologie und den hydrologischen Verhältnissen werden Niedermoore, Zwischenmoore sowie Hochmoore unterschieden. In Ersteren dominieren Seggenriede, Röhrichte und Bruchwälder, in den nährstoffärmeren Zwischen- und Hochmooren sind Torf- und Braunmoose die Haupttorfbildner. Moore sind bedeutende natürliche Kohlenstoffspeicher.
Torf bildet sich fast ausschließlich in Mooren und Moorwäldern, da hier die entscheidenden Bedingungen für die Torfbildung vorliegen. Doch auch in anderen Typen von Feuchtgebieten kann unter ähnlichen Bedingungen Torf entstehen: In Flussauen, alten Flussarmen, langfristig überfluteten Sümpfen (etwa Raphiatorfsumpfwäldern im tropischen Afrika), stark vernässtem Marschland (Schwemmtorf) oder Brackwassertorfe im Watt oder tropischen Mangrovengebieten. Im englischsprachigen Raum ist die Bezeichnung peatlands („Torfgebiete“) für alle Feuchtgebiete üblich, in denen grundsätzlich Torf vorkommen kann.