I combustibili fossili sono formati dalla materia decomposta di piante e animali che sono stati esposti al calore e alla pressione sotto la crosta terrestre per milioni di anni. Questi organismi una volta viventi vengono lentamente suddivisi in idrocarburi che comprendono combustibili fossili. I tre combustibili fossili trovati sulla terra sono carbone, greggio e gas naturale.
Il carbone è un solido combustibile fossile che si è formato dal decadimento della vegetazione sulla terra. La vegetazione morta è stata compattata e riscaldata, e nel corso di milioni di anni, il carbonio e l'idrogeno in quella vegetazione si sono organizzati in idrocarburi a catena lunga che rilasciano una tremenda quantità di energia termica durante la combustione. Il carbone si trova generalmente nelle miniere in profondità sotto la superficie terrestre.
Il petrolio greggio è un combustibile fossile liquido e si forma dai resti di piccoli organismi marini. Si trova generalmente intrappolato in piccoli spazi nelle rocce ed è spesso estratto dalla perforazione nella terra. Il gas naturale è il combustibile fossile gassoso e, come il petrolio greggio, si è formato dal decadimento dei microrganismi marini. È composto principalmente da metano ed è ottenuto per perforazione.
Poiché ci sono quantità limitate di combustibili fossili disponibili sulla terra, sono considerate risorse limitate. Sono anche considerate risorse non rinnovabili, dal momento che produrre più combustibili fossili richiede centinaia di milioni di anni e non può essere fatto artificialmente.