海や湖で繁殖したプランクトンや藻などの死骸が土砂とともに積もり、岩石になる途中で、石油を生み出すのに適した有機物が重合して、「ケロジェン（油母）」という高分子化合物になります。このケロジェンを含む岩石が堆積するとき、地熱の作用を受けてケロジェンが熱分解し、石油系炭化水素となったものと考えられています。

石炭は、数億年から数千万年前のシダ類、針葉樹などの植物が水中、地中に堆積し、微生物により分解され、植物を構成するセルローズ、リグニンなどが地中に埋没し、温度と圧力の作用を受けて、重合、炭化されたものとされています。炭素の割合に応じて、石炭を下図のように分類しています。

石油

液体なので輸送しやすく、いろいろな用途に使え、さらに熱量が大きいという利点もあります。短所としては、埋蔵量が限られていること、埋蔵量の多い中東地域が政治的に不安定でその影響を受けやすいこと、二酸化炭素（ＣＯ２）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（NＯｘ）を排出すること等があげられます。

天然ガス

−１６２℃まで冷却した液化天然ガス（LNG）は、体積が６００分の１となるため、タンカーでの輸送が容易です。また、中東以外の国からの輸入が可能であることや、液化するときに硫黄分などの不純物を取り除けること、石油や石炭と比較して二酸化炭素や窒素酸化物の排出が少ないこと等の利点もあげられます。

石炭

埋蔵量が豊富で価格も安く、また、採掘場所が世界各地に広く分布しており、供給は安定しています。しかし、固体のため輸送が不便であること、産地により品質が大きく変わること、そのまま燃やすと二酸化炭素、硫黄酸化物、窒素酸化物を排出すること、燃焼後に処理しにくい大量の灰が生じること等が短所としてあげられます。オイルショック以降石油代替エネルギーとして見直されており、液化・ガス化の技術開発も進められています。

ウラン

アメリカやカナダ、オーストラリアなどの政治的に安定した国々から輸入しており、値段もあまり変動しません。また、少量の燃料によって多くのエネルギーが得られるため輸送や貯蔵に便利であり、発電に伴って二酸化炭素や大気汚染物質を出さないという利点もあります。一方、放射性物質を扱うことから、安全対策が必要であること、さらに発電後に発生する放射性廃棄物を管理する必要があること等の短所があります。