Fossilt brensel er kull og andre hydrokarboner som ved forbrenning avgir sin kjemiske energi. Dette er restene etter nedbryting av planter og dyr som har skjedd for millioner av år siden. Det er tre hovedtyper av fossilt brensel: kull, petroleum og naturgass. Et annet fossilt brensel, flytende petroleumsgass (LPG), er hovedsakelig avledet fra produksjonen av naturgass. Varmeenergi fra forbrenning av fossilt brensel brukes direkte til romoppvarming og prosessvarme, den omdannes til mekanisk energi i kjøretøyer og i andre industriell prosesser. En annen stor del omformes til elektrisk energi i kraftverk.