Fosílne palivá vznikli dlhodobým rozkladom rastlín a živočíchov, čiže fosílií. Patria k nim uhlie, ropa a zemný plyn. Spaľovaním z nich získavame energiu, napríklad vo forme elektrickej energie alebo vykurovacieho tepla. Vzhľadom na ich obnovu trvajúcu niekoľko miliónov rokov ich zaraďujeme medzi neobnoviteľné zdroje.

Sú významným zdrojom skleníkových plynov a zodpovedajú za väčšinu emisií z ľudskej činnosti. Ich používanie vyvoláva obavy o životné prostredie, pretože produkujú množstvo oxidu uhličitého, ktorý spôsobuje zmenu klímy. Riešením znižovania ich environmentálneho vplyvu sú napríklad technológie zachytávania uhlíka alebo náhrada za OZE.