er karbonholdige stoffer som kull, olje og naturgass. De er av biologisk opprinnelse (planter, dyr), men har gjennom millioner av år gjennomgått omdanningsprosesser i og under jordskorpen. I dag utvinnes de i stor stil som kilde til energiproduksjon (ved forbrenning) og som råstoff for blant annet plastproduksjon. Forbrenning av fossilt brensel er menneskehetens største kilde til karbondioksidutslipp (CO2), som er en såkalt drivhusgass. Fossile brensler regnes som en ikke-fornybar energikilde. Se også fornybare energikilder.