Il existe de nombreuses sources d'énergie dans le monde, certaines assez faciles à utiliser et d'autres non, certaines assez abondantes et d'autres non.

L'énergie fossile est celle qui est tirée principalement du charbon, du pétrole et du gaz naturel. Elles sont appelées fossiles car elles proviennent de la décomposition très lente d'éléments vivants ( principalement des plantes) il y a plusieurs millions d'années. Leur quantité est limitée sur Terre, leur extraction provoque leur épuisement. Il est plus ou moins facile d'extraire cette énergie, en fonction des conditions géologiques et de l'évolution des techniques.

Ces matières sont utilisées en les brûlant, ce qui produit du dioxyde de carbone (CO2) et est une cause importante du réchauffement climatique.

L'énergie nucléaire est un cas particulier. Elle est souvent classée également parmi les énergies fossiles, mais son utilisation ne produit pas elle-même de CO2.

Les énergies autres que fossiles sont les énergies renouvelables.

Les énergies fossiles ont trois formes différentes qui ont aussi un type d'utilisation principal actuellement :

Ces matières sont des ressources énergétique très importantes pour les activités humaines depuis la seconde révolution industrielle c'est-à-dire depuis environ la seconde moitié du XIXe siècle.

Ces énergies sont polluantes mais représentent la grande majorité de l'énergie utilisée dans le monde (environ 80 %). En effet les techniques pour les prélever (les extraire) ont beaucoup progressé et elles sont en assez grande quantité. Elles sont gratuites au départ pour le pays qui les extrait, on ne paye que des redevances éventuelles à ce pays, l'extraction, le transport et la transformation (raffinage du pétrole par exemple ou transformation en énergie électrique dans une centrale). Depuis la révolution industrielle, l'économie s'est adaptée à ces sources d'énergie très abondantes et peu chères par rapport à celles qui étaient exploitées avant (le bois, la force musculaire des hommes ou des animaux domestiques, l'énergie hydraulique des moulins à eau par exemple).

le pétrole est aussi une matière première dans l'industrie, en particulier pour la fabrication des plastiques.

Une bouteille de pétrole,

Un tas de charbon,

Un petit puits de gaz naturel.

Les énergies fossiles sont des matières qui se sont formés en plusieurs millions d'années à partir de restes de plantes et d'êtres vivants fossilisés. Ces restes sont la plupart du temps mangés par des bactéries en peu de temps, mais si ils se déposent dans un milieu pauvre en oxygène (par exemple le fond d'une mer ou d'un lac), ils sont protégés des bactéries. Les déchets organiques sont alors mélangés avec des sédiments qui s'accumulent par couches pendant des millions d'années, ce phénomène est appelé sédimentation. Puis étant recouvertes, ces couches s'enfoncent dans le sol. Plus les couches sédimentaires s'enfoncent plus la pression et la température sont élevés. Des réactions chimiques éliminent alors une grande partie des atomes d'azote et d'oxygène qui composent ces matières, et celles-ci sont transformés au fil des millénaires en pétrole, gaz naturel et charbon.

Comme ces matières utilisées comme énergies fossiles sont composées surtout de carbone, d'hydrogène, on les appelle souvent des hydrocarbures.

Les énergies fossiles sont présentes en quantité limitée et non renouvelable. Les gisements exploités s'épuisent. Après avoir exploité les gisements terrestres, on est passé aux gisements sous-marins de plus en plus profonds. Actuellement on extrait des hydrocarbures dans les gisements de sables bitumineux et de gaz de schiste, mais leur exploitation a des effets néfastes sur l'environnement.

Le stock non exploité sur terre qu'il reste est différent selon le type d'énergie (il y a du charbon pour plus longtemps que du pétrole au rythme de consommation actuel). Leur utilisation (en général en les brûlant, la combustion), produit du CO2, un gaz à effet de serre qui est une cause importante du réchauffement climatique. Il est donc recommandé d'en réduire beaucoup et rapidement la consommation pour limiter le réchauffement climatique, et cette réduction pourra être obligée quand les quantités qu'on peut extraire chaque année diminueront.

Parmi les moyens de réduire les grandes quantités d'énergie fossile consommées dans un pays ou dans le monde, il y a celui de rendre leur utilisation plus coûteuse par la taxe carbone.

Les énergies renouvelables qui peuvent en partie les remplacer ont fait des progrès, elles deviennent plus faciles à utiliser, tout en restant nettement moins abondantes et rarement aussi peu chères que les énergies fossiles actuellement exploitées. Cela fait que pour arriver à se passer plus ou moins entièrement des énergies fossiles et pour « joindre les deux bouts », il est nécessaire de baisser la consommation totale d'énergie, et appliquer ce qu'on appelle la sobriété énergétique (consommer peu d'énergie).