也称为矿物燃料。到目前为止，世界各国所用的燃料，几乎都是化石燃料，即石油、天然气和煤。但在自然界经历几百万年才逐渐形成了化石燃料，看来在几百年内将全部被人类耗尽。根据观察、研究表明，在今天的地下已不再形成煤和石油。

（1）石油 也称原油，是人们从地下开采出来颜色由黄色到黑色的可燃性粘稠液体，常与天然气共存，是很复杂的混合物。

石油的性质因产地不同而不同，密度、粘度、凝固点的差别也很大，以凝固点而言，有的高达30℃，有的低至-66℃。热值43.7～46.2MJ/kg。石油中各组分的沸点差别很大，从常温到500℃以上。

石油的主要元素是碳和氢，分别占83～87％和11～14％。此外，还含有少量的硫（0.06～8％）、氮（0.02～1.7％）、氧（0.08～1.8％）以及微量金属元素（镍、钒、铁、铜等）。

 我国大庆和任丘的石油以烷烃为主，新疆、辽河和胜利的石油是烷烃，环烷烃混合石油，台湾的石油则以芳香烃为主。

（2）天然气 从广义上讲，指的是埋藏在地层中自然形成的气体的总称。但通常所指的天然气只指贮藏于地层较深部的可燃性气体（即气态的化石燃料）和与石油共存的气体（常称为油田伴生气）。

天然气的主要成分是甲烷，此外根据不同的地质形成条件，还含有不同数量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等低碳烷烃以及二氧化碳、氮气、氢气、硫化物等非烃类物质。有的气田中还含有氦气。甲烷含量高的天然气称为干气，含有2个或2个以上碳原子的烷烃较高的天然气称为湿气。我国四川自贡产天然气。

（3）煤 也叫煤炭，埋藏在地下的固态可燃性矿物。

煤是一种混合物，没有单一的分子结构，虽然很多科学家经长期研究已介绍有关煤结构的普通形式，如质分子相对量从300～1000，结构是多碳环，一些环相互键合（稠合的），其他环键合成长链，等等。比较常见的有怀泽的烟煤结构模型，但都还没有能揭示出煤的实质结构。

煤中有机物元素主要是碳，其次是氢，还有氧、氮和硫等元素。煤可以分为无烟煤、烟煤、次烟煤、褐煤，它们的性质如下：

（4）油页岩 又称油母页岩，一种高矿物质的腐泥煤，为低热值的固态化合燃料。颜色由浅灰色到深褐色，可提取石油（产油率低于6％的属贫矿，高于10％的属富矿），也可直接作燃料。

油页岩主要包括油母、水分和矿物质。油母含量约10～15％（干基），是复杂的高分子化合物，富含脂肪烃结构，较少芳香烃结构，氢碳物质的量比为1.25～1.75，水分4～25％，矿物质主要有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等。