A fosszilis tüzelőanyagok bomló növényekből és állatokból készülnek. Ezek az üzemanyagok a földkéregben találhatók, és szenet és hidrogént tartalmaznak, amelyeket elégetve energiát nyerhetünk. A szén, a kőolaj és a földgáz példák a fosszilis tüzelőanyagokra. A szén olyan anyag, amely általában üledékes kőzetlelőhelyeken található, ahol a kőzet és az elhalt növényi és állati anyagok rétegesen halmozódnak fel. Egy széndarab tömegének több mint 50 százalékát megkövesedett növényeknek kell alkotniuk. Az olaj eredetileg szilárd anyagként található az üledékes kőzetrétegek között, például pala formájában. Ezt az anyagot felmelegítik, hogy sűrű olaj keletkezzen, amelyből benzint lehet készíteni. A földgáz általában az olajlelőhelyek feletti üregekben található. Olyan üledékes kőzetrétegekben is megtalálható, amelyek nem tartalmaznak olajat. A földgáz elsősorban metánból áll.
A Nemzeti Tudományos Akadémiák szerint az Egyesült Államokban felhasznált összes energia 81 százaléka szénből, kőolajból és földgázból származik. Ez az az energia, amelyet az otthonok és a vállalkozások fűtésére és villamosenergia-ellátására, valamint az autók és a gyárak működtetésére használnak. Sajnos a fosszilis tüzelőanyagok nem megújuló erőforrások, és nem jelent reális megoldást, ha évmilliókig várunk arra, hogy új szén-, olaj- és földgázlelőhelyek képződjenek. A fosszilis tüzelőanyagok az elmúlt 20 évben az emberi tevékenységből származó kibocsátások közel háromnegyedéért is felelősek. Most a tudósok és mérnökök azt keresik, hogyan lehetne csökkenteni a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőségünket, és hogyan lehetne tisztábbá és egészségesebbé tenni ezen tüzelőanyagok elégetését a környezet számára.
A tudósok szerte az országban és a világon próbálnak megoldást találni a fosszilis tüzelőanyagokkal kapcsolatos problémákra, hogy a jövőben is legyen elég tüzelőanyag és egészséges környezet az emberi élet és tevékenység fenntartásához. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma olyan technológiákon dolgozik, amelyekkel a földgázüzemű járművek kereskedelmi forgalomba hozhatók. A szénégetést és az olajfúrást is igyekeznek tisztábbá tenni. A kaliforniai Stanford Egyetem kutatói zöldebb technológiákat alkalmaznak, hogy kitalálják, hogyan lehet úgy elégetni a fosszilis tüzelőanyagokat, hogy közben a környezetre gyakorolt hatásuk kisebb legyen. Az egyik megoldás az, hogy több földgázt használnak, amely 50 százalékkal kevesebb szén-dioxidot bocsát ki a légkörbe, mint a szén. A stanfordi csapat emellett megpróbálja eltávolítani a szén-dioxidot a légkörből és a föld alatt tárolni – ezt a folyamatot szén-dioxid-leválasztásnak és -megkötésnek nevezik. A Stanford és az Egyesült Királyságban működő Bath Egyetem tudósai is valami teljesen újjal próbálkoznak: szén-dioxid és cukor felhasználásával megújuló műanyagot állítanak elő.