Fosiilisilla polttoaineilla tarkoitetaaan maaperästä saatavia, muinaisista eloperäisistä aineista niiden fossiloituessa muodostuneita polttoaineita. Merkittävimmät fossiiliset polttoaineet ovat kivihiili, öljy ja maakaasu. Myös turve luetaan fossiiliseksi polttoaineeksi. Ne ovat myös ns. uusiutumattomia luonnonvaroja, mikä tarkoittaa nimensä mukaisesti sitä, että kun jokin öljy- ja kaasuesiintymä on käytetty loppuun, ei sinne enää synny uutta öljyä tai kaasua. Turve on muista fossiilisista aineista poketen uusiutuva, mutta sen uusiutumisaika on hyvin pitkä – noin 10000 vuotta.Käytännössä hiilivedyistä koostuvat fossiiliset polttoaineet ovat kemiallista energiaa, vähän samaan tapaan kuin täyteen ladattu akku. Fossiiliset polttoaineet ovat muinaiseen kasvillisuuteen aikanaan varastoitunutta auringon energiaa. Fossiiliset polttoaineet ovat varsin energiapitoisia ja esimerkiksi dieselöljy, bensiini ja kerosiini pystyvät tuottamaan suuren määrän liike-energiaa räjähtäessään moottorin sylinterissä. Hitaasti poltettava polttoöljy on puolestaan helppo ja turvallinen tapa esimerkiksi talojen lämmitykseen, sillä öljyä voi polttaa pitkiä aikoja ilman valvontaa, toisin kuin esimerkiksi puuta tai hiiltä.Fossiiliset polttoaineet ovat siis varsin energiatehokkaita ja helppokäyttöisiä, mutta niissä on myös paljon ongelmia. Ensimmäinen ongelma on niiden aiheuttama ympäristön saastuminen ja kasvihuoneilmiön kiihdyttäminen. Fossiilisista polttoaineista pyritäänkin pääsemään vähitellen eroon, tai ainakin vähentämään niiden käyttöä. Autojen polttoaineen kulutusta onk saatu pienennettyä varsin tehokkaasti viimeisten vuosikymmenten aikana. Voit lukea tarkemmin autojen kulutuksesta artikkelista Autojen polttoainekulutus. Toinen fossiilisiin polttoaineisiin ongelma on se, että ne eivät uusiudu. Joskus tulee siis päivä, jolloin kaikki öljy ja kaasu on käytetty. Siirtyminen uusiutuviin luonnonvaroihin on siis väistämättä edessä.