Fossile Brennstoffe werden aus sich zersetzenden Pflanzen und Tieren gewonnen. Diese Brennstoffe befinden sich in der Erdkruste und enthalten Kohlenstoff und Wasserstoff, die zur Energiegewinnung verbrannt werden können. Kohle, Erdöl und Erdgas sind Beispiele für fossile Brennstoffe. Kohle ist ein Material, das in der Regel in Sedimentgesteinsablagerungen vorkommt, wo Gestein und abgestorbene pflanzliche und tierische Stoffe in Schichten aufgeschichtet sind. Mehr als 50 Prozent des Gewichts eines Stücks Kohle müssen aus versteinerten Pflanzen bestehen. Öl kommt ursprünglich als festes Material zwischen Schichten von Sedimentgestein, wie Schiefer, vor. Dieses Material wird erhitzt, um das dicke Öl zu gewinnen, das zur Herstellung von Benzin verwendet werden kann. Erdgas findet sich in der Regel in Einschlüssen über den Erdölvorkommen. Es kann aber auch in Sedimentgesteinsschichten vorkommen, die kein Öl enthalten. Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan.
Nach Angaben der National Academies of Sciences stammen 81 % der gesamten in den Vereinigten Staaten verbrauchten Energie aus Kohle, Öl und Erdgas. Diese Energie wird zum Heizen und zur Stromversorgung von Haushalten und Unternehmen sowie für den Betrieb von Autos und Fabriken verwendet. Leider sind fossile Brennstoffe eine nicht erneuerbare Ressource, und es ist keine realistische Lösung, Millionen von Jahren darauf zu warten, dass sich neue Kohle-, Öl- und Erdgaslagerstätten bilden. Fossile Brennstoffe sind auch für fast drei Viertel der Emissionen verantwortlich, die in den letzten 20 Jahren durch menschliche Aktivitäten entstanden sind. Wissenschaftler und Ingenieure haben nach Möglichkeiten gesucht, unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und die Verbrennung dieser Brennstoffe sauberer und gesünder für die Umwelt zu machen.
Wissenschaftler im ganzen Land und auf der ganzen Welt versuchen, Lösungen für die Probleme mit fossilen Brennstoffen zu finden, damit auch in Zukunft genügend Brennstoffe und eine gesunde Umwelt zur Verfügung stehen, um das Leben und die Aktivitäten der Menschen zu erhalten. Das Energieministerium der Vereinigten Staaten arbeitet an Technologien, um erdgasbetriebene Fahrzeuge auf den Markt zu bringen. Außerdem wird versucht, die Verbrennung von Kohle und die Ölförderung sauberer zu machen. Forscher an der Stanford University in Kalifornien haben mit Hilfe umweltfreundlicherer Technologien nach einer Möglichkeit gesucht, fossile Brennstoffe zu verbrennen und dabei die Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern. Eine Lösung besteht darin, mehr Erdgas zu verwenden, das 50 % weniger Kohlendioxid in die Atmosphäre abgibt als Kohle. Das Stanford-Team versucht auch, Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu entfernen und unterirdisch zu speichern – ein Verfahren, das als Kohlenstoffabscheidung und -speicherung bezeichnet wird. Wissenschaftler sowohl in Stanford als auch an der University of Bath im Vereinigten Königreich versuchen etwas völlig Neues, indem sie Kohlendioxid und Zucker zur Herstellung von erneuerbarem Kunststoff verwenden.