Ineffektiv forbrenning av fossilt brensel i biler, bygninger og kraftverk bidrar til at det oppstår en såkalt over tettbefolkede områder. Forbrenning av fossilt brensel fører også til forurensning av atmosfæren. De fossile brensler er i hovedsak basert på organiske karbonforbindelser. De er i henhold til IPCC årsakene til global oppvarming. Ved forbrenning med oksygen frigjøres varmeenergi og karbondioksid. Avhengig av sammensetning og renhet av det fossile brenselet fører dette også til at andre kjemiske forbindelser som for eksempel nitrogenoksider (NOx), sot og fint støv frigjøres. Typisk vil et kullkraftverk slippe ut store mengder med karbondioksid, svoveldioksid, små luftbårne partikler, nitrogenoksider, ozon, smog, karbonmonoksid (CO), hydrokarboner, flyktige organiske forbindelser (VOC), kvikksølv, arsen, bly, kadmium, andre tungmetaller og spor av uran.