Fossile brændstoffer er fremstillet af nedbrydende planter og dyr. Disse brændstoffer findes i jordskorpen og indeholder kulstof og brint, som kan forbrændes til energi. Kul, olie og naturgas er eksempler på fossile brændstoffer. Kul er et materiale, der normalt findes i sedimentære bjergarter, hvor sten og dødt plante- og dyremateriale er stablet op i lag. Mere end 50 procent af et stykke kuls vægt skal stamme fra forstenede planter. Olie findes oprindeligt som et fast materiale mellem lag af sedimentære bjergarter, som f.eks. skifer. Dette materiale opvarmes for at fremstille den tykke olie, der kan bruges til at fremstille benzin. Naturgas findes normalt i lommer over olieforekomster. Den kan også findes i sedimentære bjergartslag, der ikke indeholder olie. Naturgas består primært af metan.
I henhold til National Academies of Sciences kommer 81 procent af den samlede energi, der bruges i USA, fra kul, olie og naturgas. Det er den energi, der bruges til at opvarme og levere elektricitet til hjem og virksomheder og til at drive biler og fabrikker. Desværre er fossile brændstoffer en ikke-fornybar ressource, og det er ikke nogen realistisk løsning at vente millioner af år på, at der dannes nye kul-, olie- og naturgasforekomster. Fossile brændstoffer er også ansvarlige for næsten tre fjerdedele af emissionerne fra menneskelige aktiviteter i de sidste 20 år. Nu har videnskabsfolk og ingeniører søgt efter måder at reducere vores afhængighed af fossile brændstoffer på og gøre afbrænding af disse brændstoffer renere og sundere for miljøet.
Videnskabsfolk i hele landet og i hele verden forsøger at finde løsninger på problemerne med fossile brændstoffer, så der er brændstof nok og et sundt miljø til at opretholde menneskeliv og aktiviteter i fremtiden. Det amerikanske energiministerium arbejder på teknologier til at gøre naturgasdrevne køretøjer kommercielt tilgængelige. De forsøger også at gøre kulforbrænding og olieboring renere. Forskere på Stanford University i Californien har brugt grønnere teknologier til at finde ud af en måde at forbrænde fossile brændstoffer på, samtidig med at deres indvirkning på miljøet mindskes. En af løsningerne er at bruge mere naturgas, som udleder 50 procent mindre kuldioxid til atmosfæren end kul gør. Stanford-holdet forsøger også at fjerne kuldioxid fra atmosfæren og lagre den i undergrunden – en proces, der kaldes kulstofopsamling og -binding. Forskere på både Stanford og University of Bath i Det Forenede Kongerige forsøger noget helt nyt ved at bruge kuldioxid og sukker til at fremstille vedvarende plastik.