Fosil yakıtlar, milyonlarca yıl önce yaşamış bitki ve hayvan kalıntılarının toprağın altında yüksek basınç ve sıcaklık etkisiyle değişime uğrayarak oluşan enerji kaynaklarıdır. Başlıca fosil yakıtlar; petrol, doğal gaz ve kömürdür.
Petrol ve doğal gaz genellikle eski deniz tabanlarının bulunduğu yerlerde, yani sedimenter kayaçların arasında oluşur ve yeraltında rezervuar kayaçlar içinde bulunur. Kömür ise çoğunlukla eski bataklık alanlarda, bitki kalıntılarının sıkışıp taşlaşmasıyla oluşur.
Bu nedenle fosil yakıtlar; petrol ve doğal gaz için deniz ya da göl tabanındaki tortul kayalarda, kömür ise kara alanlarında özellikle eski bataklık ve ormanlık bölgelerde bulunur.