Fossiilkütused on miljoneid aastaid tagasi elanud loomsete ja taimsete materjalide jäänused eoonide jaoks kivimikihid ja muunduvad kergesti põlevateks aineteks, mis eraldavad suures koguses energia. Ehkki fossiilkütused kasutavad suurt osa kaasaegsest tsivilisatsioonist, näevad nad kasutamist ka väetistes, plastides ja paljudes muudes keemilistes ühendites. Hoolimata väga erinevast välimusest, on kivisöel, maagaasil ja naftaõlil mitmeid ühiseid omadusi.
Orgaanilised molekulid
Fossiilkütused sisaldavad eranditult orgaanilisi molekule - peamiselt süsinikust koosnevaid aatomite tsükleid või ahelaid. Bituumensüsi, maagaas ja nafta on süsivesinikud, mis on peamiselt vesiniku ja süsiniku kombinatsioonid. Aeg ja rõhk muudavad bituumensöe peamiselt süsinikku sisaldavaks kivimitaoliseks aineks antratsiidiks.
Kaevandatud ained
Kuna need on miljoneid aastaid maa all lõksus olnud, kaevandatakse fossiilkütuseid mitmesuguste kaevandamistoimingutega, nagu puurimine ja kaevamine maasse. Geoloogid on tuvastanud kivimid, mis kaasnevad igat tüüpi kütusega. Näiteks võib nafta ja maagaasi reservuaare leida selliste omaduste alt, mida nimetatakse soolakuppeliteks - looduslikud soolad moodustavad fossiilkütuse mullide peale kihi. Olles kergem, hõljub gaas vedela õliga lamades üles all.
Põlev
Fossiilkütused on põlevad, põlevad hapniku juuresolekul ja moodustavad veeauru, süsinikdioksiidi, tuhka ja muid kõrvalsaadusi. Nende võime põleda tuleneb suuresti nende süsinikusisaldusest; kütuses sisalduv süsinik ühendub õhus oleva hapnikuga, eraldades suures koguses soojust. Fossiilsete kütuste, näiteks bensiini, diisliõli ja maagaasi komponentidel on erinevad leekpunktid, mõned põlevad kergesti ja teised võtavad süttimiseks rohkem energiat.
Mittetaastuvad kütused
Olemas on piiratud söe, nafta ja gaasi varu, mis muudab need taastumatuks kütuseks. Ehkki tänapäevased geoloogilised uuringute tehnoloogiad aitavad kindlaks teha fossiilkütuste uusi hoiuseid ja uusi metoodikaid kaevandamine muudab teadaolevad varud tootlikumaks, need ained moodustuvad palju aeglasemalt kui nende tarbimine. Kuna tsivilisatsioon sõltub rikkalikust ja odavast energiast, innustab kütuse lõppemise võimalus huvi taastuvate energiaallikate, näiteks päikese-, tuule- ja hüdroenergia vastu.