Głównym powodem, dla którego paliwa kopalne są szkodliwe dla środowiska, jest fakt, że ich użycie powoduje wytwarzanie dużych ilości gazów cieplarnianych. Gazy te powodują nagrzewanie się atmosfery i podnoszą średnią temperaturę planety . Paliwa kopalne zanieczyszczają również powietrze podczas spalania i mogą powodować szkody środowiskowe podczas wydobywania.
Paliwa kopalne obejmują węgiel, benzynę, olej napędowy, propan i gaz ziemny. Wszystkie te paliwa powstały, gdy organizmy uległy rozkładowi i uwolniły związki bogate w węgiel w otaczającą glebę i skały przez tysiące lat. Ludzie mają dostęp do tych zasobów za pomocą różnych środków, w tym wiercenia głębokich otworów i wydobywania węgla z dołów. Dodatkowo, proces zwany "szczelinowaniem" służy do usuwania rezerw, które w przeciwnym razie są trudno dostępne. Fracking wstrzykuje wodę pod wysokim ciśnieniem w podłoże skalne, aby uwolnić olej i gaz. Jeśli chemikalia z procesu zanieczyszczą stół wodny, może nastąpić powszechne uszkodzenie środowiska.
Poza zanieczyszczeniem powietrza i tworzeniem się gazów cieplarnianych, produkty ropopochodne mogą powodować szkody środowiskowe w przypadku ich wycieków do środowiska. Kiedy to nastąpi w oceanie, rozlany olej może pokrywać wielkie pokosy powierzchni wody, zabijając dużą liczbę roślin i zwierząt.
