Paliwa kopalne to pozostałości materiałów zwierzęcych i roślinnych, które żyły miliony lat temu, uwięzione pod ziemią warstwy skały przez eony i przekształcone w substancje, które łatwo się palą i wydzielają duże ilości energia. Chociaż paliwa kopalne zasilają znaczną część współczesnej cywilizacji, znajdują również zastosowanie w nawozach, tworzywach sztucznych i wielu innych związkach chemicznych. Węgiel, gaz ziemny i ropa naftowa mają kilka wspólnych właściwości, pomimo ich bardzo różnych wyglądów.
Organiczne molekuły
Paliwa kopalne bez wyjątku zawierają cząsteczki organiczne – pierścienie lub łańcuchy atomów składające się głównie z węgla. Węgiel kamienny, gaz ziemny i ropa naftowa to węglowodory będące mieszaninami głównie wodoru i węgla. Czas i ciśnienie przekształcają węgiel kamienny w antracyt, przypominającą skałę substancję zawierającą głównie węgiel.
Wydobyte substancje
Ponieważ były uwięzione pod ziemią przez miliony lat, paliwa kopalne są wydobywane przez różne operacje wydobywcze, takie jak wiercenie i kopanie w ziemi. Geolodzy zidentyfikowali formacje skalne towarzyszące każdemu rodzajowi paliwa. Na przykład zbiorniki ropy naftowej i gazu ziemnego można znaleźć pod obiektami zwanymi kopułami solnymi – naturalnymi złożami soli, które tworzą warstwę na wierzchu „bąbelków” paliw kopalnych. Będąc lżejszym, gaz unosi się do góry z leżącym płynnym olejem pod spodem.
Palny
Paliwa kopalne są palne, spalają się w obecności tlenu i tworzą parę wodną, dwutlenek węgla, popiół i inne produkty uboczne. Ich zdolność do spalania wynika w dużej mierze z zawartości węgla; węgiel w paliwie łączy się z tlenem w powietrzu, wydzielając duże ilości ciepła. Składniki paliw kopalnych, takie jak benzyna, olej napędowy i gaz ziemny, mają różne temperatury zapłonu, niektóre łatwo się palą, a inne zużywają więcej energii do zapłonu.
Paliwa nieodnawialne
Istnieje ograniczona podaż węgla, ropy i gazu, co czyni je paliwami nieodnawialnymi. Chociaż nowoczesne technologie poszukiwawcze pomagają zidentyfikować nowe złoża paliw kopalnych i nowe metody ekstrakcja sprawia, że znane rezerwy są bardziej produktywne, substancje te tworzą się znacznie wolniej niż ich stawki konsumpcja. Ponieważ cywilizacja jest uzależniona od obfitej, niedrogiej energii, perspektywa wyczerpania się paliwa powoduje zainteresowanie źródłami odnawialnymi, takimi jak energia słoneczna, wiatrowa i wodna.