On appelle combustible fossile tous les combustibles riches en carbone — essentiellement des hydrocarbures — issus de la méthanisation d'êtres vivants morts et enfouis dans le sol depuis plusieurs millions d’années, jusqu’à parfois d’années. Il s’agit du pétrole, du charbon, de la tourbe et du gaz naturel. Parmi ces derniers, le méthane  présente le rapport H/C le plus élevé, tandis que l’anthracite et certaines houilles sont composés de carbone presque pur. Ces sources d'énergie ne sont pas renouvelables car elles demandent des millions d'années pour se constituer et parce qu'elles sont utilisées beaucoup plus vite que le temps nécessaire pour recréer des réserves.