化石燃料亦称矿石燃料，是碳氢化合物或其衍生物，指煤炭、石油、天然气等这些埋藏在地下和海洋下的不能再生的燃料资源。

化石燃料中按埋藏的能量的数量的顺序分有煤炭类、石油、油页岩、天燃气、油砂以及海下的可燃冰等。 化石燃料煤炭是埋藏在地下的植物受地下和地热的作用，经过几千万年乃至几亿年的炭化过程，释放出水份、二氧化碳、甲烷等气体后，含氧量减少而形成的，含炭量非常丰富。由于地质条件和进化程度不同，含炭量不同，从而发热量也就不同。按发热量大小顺序分为无烟煤、烟煤和褐煤等。煤炭在地球上分布较为广泛，不集中某一产地。石油是水中堆积的微生物残骸，在高压的作用下形成的碳氢化合物。天然气直接采掘于地下，含甲烷为主。