Fosil yakıtlar, milyonlarca yıl almaları nedeniyle yenilenemezler. Fosil yakıtlar, yenilenemeyen enerji kaynaklarının çoğunu oluşturur ve milyonlarca yıl önce denizcilik sonucu yaratıldı muazzam baskı ve ısı altında çürüyen yaratıklar.
Kömür, petrol ve doğal gaz fosil yakıtlardır. Bunlar, çıkarılması nispeten ucuz olan hazır yakıtlardır. Fosil yakıtlardaki ana element karbondur ve fosil yakıtlar sınırlı miktarda mevcuttur.
Yüz milyonlarca yıl önce, Dünya sığ denizlerle ve bataklıklarla kaplıydı. Sulak alanlarda yetişen bitkiler, algler ve plantonlar fotosentez yoluyla enerji üretmişlerdir ve öldüklerinde enerji hala içinde depolanmıştır. Bu organizmalar üzerinde kayalar ve tortular biriktikçe, yüksek ısı ve basınç onları fosillere dönüştürdü. Bu yenilenemeyen enerji kaynaklarının rezervuarları tüm dünyada bulunmaktadır.
Yenilenemeyen enerji kaynaklarının tümü fosil yakıt değildir. Uranyum cevheri nükleer santrallerde yakıt olarak kullanılıyor. Uranyum, fosil yakıt olmasa bile yenilenemez bir yakıt olarak sınıflandırılır.
Biyokütle yenilenebilir ve yenilenemez olarak kabul edilebilir, çünkü biyokütle enerjisi bitkilerde bulunan enerjiyi kullanır. İnsanlar fosilleşmiş organizmalardan enerji elde edebildiklerinde, fosil yakıtlar, odun, rüzgar, güneş ve su gibi yenilenebilir enerji kaynaklarını ana yakıt kaynağı olarak değiştirdiler.