如氮氧化物、二氧化硫、挥发性有机化合物和重金属。化石燃料的燃烧产生了硫酸、碳酸和硝酸等酸性物质，它们同空气中的水气混合后降落地面，形成酸雨，对于自然环境和建筑物都有腐蚀作用。其中，用大理石或石灰石建成的雕像、纪念碑特别容易被破坏，因为它们的成分都是碳酸钙，容易被酸腐蚀。化石燃料还包含放射性物质，主要是铀和钍，它们被释放到大气中。2000年，全球因为燃烧煤炭，向大气中释放了大约12,000吨的钍和5,000吨的铀。根据估计，在1982年，美国煤炭燃烧的煤炭向大气中释放的放射物质是三哩岛核泄漏事故的15