Bahan bakar fosil, salah satu dari kelas bahan yang mengandung hidrokarbon asal biologis yang terjadi di dalam kerak bumi yang dapat digunakan sebagai sumber energi.
batuan sedimen: endapan sedimen yang kaya organik
Batubara, serpih minyak, dan minyak bumi bukanlah batuan sedimen; mereka mewakili akumulasi dari jaringan organik yang tidak terdampar yang juga bisa
Bahan bakar fosil termasuk batubara, minyak bumi, gas alam, serpih minyak, bitumen, pasir tar, dan minyak berat. Semua mengandung karbon dan terbentuk sebagai hasil dari proses geologis yang bekerja pada sisa-sisa bahan organik yang dihasilkan oleh fotosintesis, sebuah proses yang dimulai pada Archean Eon (4,0 miliar hingga 2,5 miliar tahun yang lalu). Sebagian besar bahan berkarbon yang terjadi sebelum Zaman Devon (419,2 juta hingga 358,9 juta tahun lalu) berasal dari alga dan bakteri, sedangkan sebagian besar bahan berkarbon terjadi selama dan setelah interval tersebut berasal dari tanaman.
Semua bahan bakar fosil dapat dibakar di udara atau dengan oksigen yang berasal dari udara untuk menghasilkan panas. Panas ini dapat digunakan secara langsung, seperti dalam kasus tungku rumah, atau digunakan untuk menghasilkan uap untuk menggerakkan generator yang dapat memasok listrik. Dalam kasus-kasus lain - misalnya, turbin gas yang digunakan dalam pesawat jet - panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar fosil berfungsi untuk meningkatkan baik tekanan maupun suhu produk pembakaran untuk menghasilkan tenaga motif.
Sejak awal Revolusi Industri di Inggris pada paruh kedua abad ke-18, bahan bakar fosil telah dikonsumsi dengan laju yang terus meningkat. Hari ini mereka memasok lebih dari 80 persen dari seluruh energi yang dikonsumsi oleh negara-negara industri maju di dunia. Meskipun simpanan baru terus ditemukan, cadangan bahan bakar fosil utama yang tersisa di Bumi terbatas. Jumlah bahan bakar fosil yang dapat dipulihkan secara ekonomi sulit diperkirakan, terutama karena perubahan tingkat konsumsi dan nilai masa depan serta perkembangan teknologi. Kemajuan teknologi — seperti rekah hidrolik (fracking), pengeboran putar, dan pengeboran terarah — telah memungkinkan untuk mengekstraksi simpanan bahan bakar fosil yang lebih kecil dan sulit diperoleh dengan biaya yang wajar, sehingga meningkatkan jumlah bahan yang dapat dipulihkan. Selain itu, ketika pasokan minyak konvensional (cahaya ke menengah) yang dapat diperoleh kembali menipis, beberapa perusahaan penghasil minyak bergeser untuk mengekstraksi minyak berat, serta minyak bumi cair yang ditarik dari pasir tar dan serpih minyak. Lihat juga penambangan batubara; produksi minyak bumi.
Salah satu produk sampingan utama dari pembakaran bahan bakar fosil adalah karbon dioksida (CO 2). Penggunaan bahan bakar fosil yang semakin meningkat dalam industri, transportasi, dan konstruksi telah menambah CO 2 dalam jumlah besar ke atmosfer bumi. Konsentrasi CO 2 di atmosfer berfluktuasi antara 275 dan 290 bagian per juta volume udara kering antara 1000 ce dan akhir abad ke-18 tetapi meningkat menjadi 316 ppmv pada tahun 1959 dan naik menjadi 412 ppmv pada tahun 2018. CO 2 berperilaku sebagai gas rumah kaca —Yaitu, ia menyerap radiasi infra merah (energi panas netto) yang dipancarkan dari permukaan bumi dan meradiasinya kembali ke permukaan. Dengan demikian, peningkatan CO 2 yang substansial di atmosfer adalah faktor utama penyebab pemanasan global yang disebabkan oleh manusia. Metana (CH 4), gas rumah kaca potensial lainnya, adalah konstituen utama gas alam, dan konsentrasi CH 4 di atmosfer bumi naik dari 722 bagian per miliar (ppb) sebelum 1750 menjadi 1.859 ppb pada 2018. Untuk mengatasi kekhawatiran atas meningkatnya gas rumah kaca konsentrasi dan untuk mendiversifikasi campuran energi mereka, banyak negara telah berusaha untuk mengurangi ketergantungan mereka pada bahan bakar fosil dengan mengembangkan sumber energi terbarukan (seperti angin, matahari, pembangkit listrik tenaga air, pasang surut, panas bumi, dan biofuel) sementara pada saat yang sama meningkatkan efisiensi mekanik mesin dan teknologi lainnya yang mengandalkan bahan bakar fosil.
