Fossiele brandstoffen gaat om stoffen die miljoenen jaren geleden zijn ontstaan. Het zijn de resten van versteende planten en dieren, die in de aarde onder hoge druk zijn omgezet in gas, olie of kolen en geschikt zijn om te verbranden en zo energie op te wekken. Fossiele brandstoffen zijn vooral ontstaan in het Carboon maar ook in andere tijdperken.

Energie gewonnen uit fossiele brandstoffen heet ook wel grijze energie. Omdat de fossiele brandstoffen op (kunnen) raken zijn dit geen duurzame energiebronnen.