Fossile Energie wird aus Brennstoffen gewonnen, die in geologischer Vorzeit aus Abbauprodukten von toten Pflanzen und Tieren entstanden sind. Dazu gehören Braunkohle, Steinkohle, Torf, Erdgas und Erdöl. Man nennt diese Energiequellen fossile Energieträger oder fossile Brennstoffe (siehe auch Fossil). Dagegen wird Biomasse aus Holz und weiteren neuzeitlichen organischen Abfällen und Überresten gewonnen.
Fossile Energieträger basieren auf dem Kohlenstoffkreislauf und ermöglichen damit gespeicherte (Sonnen)energie vergangener Zeiten heute zu verwerten. Die technische Erschließung von fossilen Brennstoffen, zunächst fast ausschließlich Kohle, ermöglichte das kontinuierliche Wirtschaftswachstum seit der Industriellen Revolution.[1] Im Jahr 2019 wurden 81 % des weltweiten Energiebedarfs aus fossilen Quellen gedeckt.[2]
Der Energiegehalt der aufgeführten fossilen Brennstoffe basiert auf dem Kohlenstoff-Gehalt. Bei der Verbrennung mit Sauerstoff werden Energie in Form von Wärme und Oxide freigesetzt, darunter immer Kohlenstoffdioxid. Daher ist die Verbrennung fossiler Energieträger sowohl lokal als auch global „in hohem Maße umweltbelastend“.[3] Fossile Energieträger sind die Hauptquelle von menschengemachten Treibhausgasemissionen und damit der globalen Erwärmung.[4] Je nach Zusammensetzung und Reinheit des fossilen Brennstoffes entstehen auch andere chemische Verbindungen wie Stickstoffoxide und Ruß sowie unterschiedlich feine Stäube.