化石燃料는 地質時代에 걸쳐 堆積된 動植物 等의 死體가 땅속에 堆積되어 오랜 歲月에 걸쳐 地壓, 地熱 等으로 變成되어 만들어진 化石化된 有機物 中 人間의 經濟活動에서 燃料로 쓰이는 것의 總稱이다.
現在 主로 使用되는 것은 石炭, 石油, 天然가스 等이 있다. 最近에는 메탄含水化物, 頁巖가스(셰일가스), 液化石油가스 等의 利用도 檢討되고 있다. 위의 모든 것들은 過去 生物이 몸속에 貯藏해 두었던 太古의 炭素化合物, 窒素酸化物, 黃酸化物, 太陽에너지 等을 現代人이 꺼내어 使用하고 있다고 볼 수 있다.
이들 燃料는 燃燒 時 二酸化炭素, 窒素酸化物, 黃酸化物 等을 發生시키는데, 이들이 大氣 中으로 排出되면서 地球溫暖化, 大氣汚染으로 인한 酸性비, 呼吸器疾患 等 深刻한 環境問題를 誘發하는 要因이 되고 있다. 또한, 資源埋藏量에도 限界가 있어 持續可能性 側面에서도 問題가 되고 있다.
이러한 環境問題가 發生하기 어려운 太陽光發電, 風力發電, 地熱發電, 生物燃料 等 再生可能에너지와 代替에너지에 對한 硏究가 進行되어 主로 西유럽 國家와 브라질 等에서 使用되기 始作했다.