Comme leur nom l’indique, les combustibles fossiles sont des restes d’organismes anciens qui ont vécu et sont morts il y a des millions d’années. Lorsqu'ils sont extraits et utilisés dans des processus tels que la combustion, ces combustibles libèrent l'énergie stockée sous forme de chaleur et d'électricité. Ce processus est un exemple de conversion chimique de l'énergie, où les liaisons moléculaires au sein des molécules de carburant stockent et libèrent de l'énergie lorsqu'elles sont brûlées avec de l'oxygène.
Les atomes de carbone des plantes fossilisées réagissent avec l’oxygène lors de la combustion, libérant du dioxyde de carbone et de l’eau comme sous-produits. En conséquence, la combustion de combustibles fossiles libère de grandes quantités d’énergie enfermées dans leurs liaisons chimiques, permettant ainsi le transport, la production d’électricité et d’autres processus industriels.