fossilt brændstof, ethvert af en klasse af carbonhydridholdige materialer af biologisk oprindelse, der forekommer i jordskorpen, der kan bruges som energikilde.
fossile brændstoffer inkluderer kul, olie, naturgas, olieskifer, bitumener, tjæresand og tunge olier. Alle indeholder kulstof og blev dannet som et resultat af geologiske processer, der virker på resterne af organisk materiale produceret ved fotosyntese, en proces, der begyndte i arkæisk Eon (4,0 milliarder til 2,5 milliarder år siden). Det meste kulstofholdigt materiale, der forekom før Devonian periode (419,2 millioner til 358,9 millioner år siden) stammer fra alger og bakterier, mens det meste kulstofholdigt materiale, der forekommer under og efter dette interval, stammer fra planter.
alle fossile brændstoffer kan brændes i luft eller med ilt afledt af luft for at give varme. Denne varme kan anvendes direkte, som i tilfældet med hjemmeovne, eller bruges til at producere damp til at drive generatorer, der kan levere elektricitet. I endnu andre tilfælde—for eksempel gasturbiner, der bruges i jetfly—tjener varmen, der frembringes ved forbrænding af et fossilt brændstof, til at øge både trykket og temperaturen på forbrændingsprodukterne for at give drivkraft.
siden begyndelsen af den industrielle Revolution i Storbritannien i anden halvdel af det 18.århundrede er fossile brændstoffer blevet forbrugt i en stadigt stigende hastighed. I dag leverer de mere end 80 procent af al den energi, der forbruges af de industrielt udviklede lande i verden. Selvom nye forekomster fortsat opdages, er reserverne af de vigtigste fossile brændstoffer, der er tilbage på jorden, begrænsede. De mængder fossile brændstoffer, der kan genvindes økonomisk, er vanskelige at estimere, hovedsageligt på grund af skiftende forbrugsrater og fremtidig værdi samt teknologisk udvikling. Fremskridt inden for teknologi – såsom hydraulisk brud (fracking), roterende boring og retningsbestemt boring—har gjort det muligt at udvinde mindre og vanskeligt at opnå aflejringer af fossile brændstoffer til en rimelig pris og derved øge mængden af genvindeligt materiale. Da genindvindelige forsyninger af konventionel (let til medium) olie blev udtømt, skiftede nogle olieproducerende virksomheder til udvinding af tung olie såvel som flydende olie trukket fra tjæresand og olieskifer. Se også kulminedrift; olieproduktion.
et af de vigtigste biprodukter fra forbrænding af fossile brændstoffer er kulsyre (CO2). Den stadigt stigende brug af fossile brændstoffer i industri, transport og byggeri har tilføjet store mængder CO2 til Jordens atmosfære. Atmosfæriske CO2-koncentrationer svingede mellem 275 og 290 volumendele (ppmv) tør luft mellem 1000 ce og slutningen af det 18.århundrede, men steg til 316 ppmv i 1959 og steg til 412 ppmv i 2018. CO2 opfører sig som en drivhusgas—det vil sige, den absorberer infrarød stråling (netto varmeenergi) udsendt fra jordens overflade og omdirigerer den tilbage til overfladen. Således er den betydelige CO2-stigning i atmosfæren en vigtig medvirkende faktor til menneskeskabt global opvarmning. Metan (CH4), en anden potent drivhusgas, er hovedbestanddelen af naturgas, og CH4-koncentrationerne i Jordens atmosfære steg fra 722 dele pr.milliard (ppb) før 1750 til 1.859 ppb i 2018. For at imødegå bekymringer over stigende drivhusgaskoncentrationer og diversificere deres energimiks har mange lande forsøgt at reducere deres afhængighed af fossile brændstoffer ved at udvikle kilder til vedvarende energi (såsom vind, sol, vandkraft, tidevand, geotermisk og biobrændstoffer) og samtidig øge den mekaniske effektivitet af motorer og andre teknologier, der er afhængige af fossile brændstoffer.