Fossile Brennstoffe sind nicht erneuerbar, da ihre Bildung Millionen von Jahren dauert. Fossile Brennstoffe stellen die meisten Quellen nicht erneuerbarer Energie dar und wurden vor Millionen von Jahren als Ergebnis des Meeres erzeugt Kreaturen, die unter immensem Druck und Hitze zerfallen.
Kohle, Erdöl und Erdgas sind fossile Brennstoffe. Sie sind fertige Brennstoffe, die relativ günstig zu gewinnen sind. Kohlenstoff ist das Hauptelement in fossilen Brennstoffen und fossile Brennstoffe sind in begrenzten Mengen verfügbar.
Vor Hunderten von Millionen Jahren war die Erde von flachen Meeren und Sümpfen bedeckt. Die Pflanzen, Algen und Plankton, die in den Feuchtgebieten wuchsen, erzeugten durch Photosynthese Energie, und als sie starben, war noch Energie in ihnen gespeichert. Als sich Gesteine und Sedimente auf diesen Organismen ansammelten, verwandelten hohe Hitze und Druck sie in Fossilien. Vorkommen dieser Quellen nicht erneuerbarer Energie existieren auf der ganzen Welt.
Nicht alle nicht erneuerbaren Energiequellen sind fossile Brennstoffe. Uranerz wird als Brennstoff in Kernkraftwerken verwendet. Uran wird als nicht erneuerbarer Brennstoff eingestuft, obwohl es kein fossiler Brennstoff ist.
Biomasse kann als erneuerbar und nicht erneuerbar angesehen werden, da Biomasseenergie die Energie nutzt, die in Pflanzen enthalten ist. Sobald die Menschen in der Lage waren, Energie aus fossilen Organismen zu gewinnen, ersetzten fossile Brennstoffe erneuerbare Energiequellen wie Holz, Wind, Sonne und Wasser als Hauptbrennstoffquellen.