Fosil yakıtlar, milyonlarca yıl önce yaşamış bitki ve hayvanların kalıntılarının, yüksek basınç ve sıcaklık altında kimyasal dönüşüme uğraması sonucu oluşan doğal kaynaklardır. Bu yakıtlar; kömür, petrol ve doğal gaz olarak üç ana kategoriye ayrılır. Fosil yakıtların oluşumu, genellikle denizler, göller ve bataklıklar gibi sucul ortamlarda başlar. Organik materyallerin, oksijenin az olduğu koşullarda çökelmesi ve zamanla yer kabuğunun altında sıkışıp kalmasıyla süreç başlar. Milyonlarca yıl boyunca, bu organik kalıntılar üzerindeki basınç ve sıcaklık artar, bu da onların yavaş yavaş kömür, petrol veya doğal gaza dönüşmesine neden olur.
Fosil yakıtlar, modern dünyanın enerji ihtiyacının büyük bir kısmını karşılar. Elektrik üretimi, ulaşım, ısınma ve sanayide geniş çapta kullanılırlar. Ancak, fosil yakıtların yakılması sonucu atmosfere salınan karbondioksit gibi sera gazları, küresel ısınma ve iklim değişikliği gibi çevresel sorunlara yol açmaktadır. Bu nedenle, yenilenebilir enerji kaynaklarına geçiş ve fosil yakıt tüketiminin azaltılması, günümüzün en önemli çevresel hedeflerinden biri haline gelmiştir.