زغال سنگ انرژی‌ای را در خود ذخیره کرده است که زمانی در گیاهانی وجود داشته که جنگل‌های باتلاقی زندگی می‌کردند. با مرگ این گیاهان، بقایای آن‌ها ته آب رسوب کرد و در محیط کم‌اکسیژن آنجا تاحدی پوسیده شد. این امر آن‌ها را به تورب تبدیل کرد. با گذشت زمان، تالاب‌ها خشک شدند و مواد دیگر روی تورب را پوشاندند. فشار و گرمای ناشی از مدفون شدن زیر این مواد، مواد گیاهی را به چیزی تبدیل کرد که به آن زغال سنگ می‌گوییم. بیشتر زغال‌سنگی که امروزه استفاده می‌کنیم، این فرایند طولانی را در حدود ۳۵۰ تا ۳۰۰ میلیون سال پیش در دوره کَربُنیفِروس آغاز کرد.
نفت (روغن سنگ) عمدتا از فرایندی حاصل می‌شود که در اقیانوس‌های ماقبل تاریخ آغاز شده است. پلانکتون‌های باستانی پس از مرگ در کف اقیانوس افتادند و اجساد کوچک آن‌ها در بستر اقیانوس مدفون و با ماسه، لجن و سنگ ترکیب شد. در اینجا هم گرما و فشار ناشی از این لایه‌ها، بقایا را به چیزی تبدیل کرد که امروزه آن را نفت خام می‌نامیم. البته این فرایند لزوما منحصر به میکروارگانیسم‌های دریایی نیست و نفت را می‌توان از دریاچه‌های ماقبل تاریخی نیز بازیابی کرد که در آن جلبک‌ها فرایند مشابهی را پشت سر گذشتند.
نفت از ترکیبات هیدروکربنی مختلفی تشکیل شده و به شکل مایع وجود دارد. به‌طورکلی این مایع در اعماق زمین در سنگ‌های رسوبی جمع می‌شود، اما گاهی می‌تواند در سنگ‌های سخت مانند گرانیت شکسته نیز وجود داشته باشد. نفت همچنین می‌تواند نزدیک‌تر به سطح ظاهر شود و در آنجا به شکل قیر بیرون بزند.
علاوه بر نفت و زغال سنگ، گاز طبیعی نیز وجود دارد. این سوخت بیشتر از متان تشکیل شده است؛ اما می‌تواند حاوی نسبت‌های کمی از اتان، پروپان، بوتان و پنتان باشد که توسط میکروارگانیسم‌هایی تولید شده‌اند که مدت‌ها پیش مرده‌اند (برخی از گیاهان خشکی‌زی نیز وقتی تجزیه می‌شوند، گاز طبیعی تولید می‌کنند).
گاز طبیعی زمانی تولید می‌شود که ارگانیسم‌ها براثر فشار و گرمایی که هنگام مدفون‌شدن در محیط‌های بدون اکسیژن تجربه می‌کنند، دچار دگرگونی می‌شوند. متان سبک‌ترین و ساده‌ترین هیدروکربن است. این گاز در حالت طبیعی بدون رنگ و بدون بو، اما بسیار اشتعال‌پذیر است.
وقتی گاز تشکیل شد، سعی می‌کند به سمت سطح بیاید، اما پیشروی آن به ماهیت سنگ‌های اطراف بستگی دارد. اگر سنگ‌ها متخلخل و نفوذپذیر باشند (دارای فضاهای به هم پیوسته فراوانی باشد)، گاز راحت‌تر می‌تواند خارج شود.
بیشتر ذخایر گازی که امروزه مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند، از ذخایر درون سنگ‌های متخلخل زیر سنگ‌های نفوذناپذیر می‌آیند. این نوع گاز گاهی اوقات «گاز طبیعی معمول» نامیده می‌شود. اگرچه گاهی اوقات گاز در منافذ ریز درون شیل‌ها، ماسه‌سنگ‌ها و سایر سازندهای سنگ‌های رسوبی به دام می‌افتد. به این نوع گاز، «گاز شیل» یا «گاز غیرمعمول» گفته می‌شود. در موارد دیگر گاز همراه ذخایر نفت خام وجود دارد که در این صورت «گاز طبیعی همراه» نامیده می‌شود.
انسان‌ها: سوخت‌های فسیلی فردا؟
سوخت‌های فسیلی مواد حاصل از صدها میلیون سال فرایندهای خاص و پیچیده هستند که به اتفاق هم هیدروکربن‌هایی را تولید کرده‌اند که امروزه استفاده می‌کنیم. این واقعیت که سوخت‌های فسیلی عمدتا از گیاهان و میکروارگانیسم‌ها می‌آیند، به این معنا است که بسیار بعید است که انسان‌ها هرگز بتوانند همان فرایندهای دگرگون‌کننده‌ی به‌وجود‌آورنده‌ی آن‌ها را تجربه کنند.
در موارد نادر، بافت‌های نرم بدن ما تجزیه می‌شوند و استخوان‌ها می‌مانند که از مواد معدنی تشکیل شده‌اند و عمدتا فاقد کربن یا هیدروژن هستند که در صورت وجود شرایط مناسب می‌توانند به فسیل تبدیل شوند. اما همان‌طور که قبلا ذکر شد، آن‌ها سوخت خوبی نخواهند بود.
به‌طورکلی، برخی از مولکول‌های آلی موجود در بدن ما می‌توانند تحت فرایندهای توصیف‌شده قرار گیرند، اما مقدار آن‌ها به حدی کم است که هرگز مفید نخواهند بود و احتمالا حتی برای تامین سوخت یک ماشین اسباب‌بازی هم کافی نیستند؛ چه برسد به اتومبیل واقعی که قرار است در جاده حرکت کند.
حتی اگر هرگز به مواد تشکیل‌دهنده سوخت‌های فسیلی تبدیل نشویم، آثار دیگری را به‌عنوان یک گونه در تاریخ زمین‌شناسی زمین برجای خواهیم گذاشت که مختص خود ما است.
