Το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο αποτελούν σήμερα τη μεγαλύτερη πηγή ενέργειας της ανθρωπότητας. Όχι μόνο είναι βασικά καύσιμα, αλλά χρησιμοποιούνται για την παραγωγή πολλών προϊόντων.

Δεν είναι τυχαίο που το πετρέλαιο καλείται και μαύρος χρυσός. Πολλά προβλήματα, ακόμα και πόλεμοι στον 20ο αιώνα, οφείλονται στην προσπάθεια των κρατών να ελέγξουν αυτές τις πηγές ενέργειας.

Το πετρέλαιο αποτελείται κυρίως από υγρούς υδρογονάνθρακες, στους οποίους είναι διαλυμένοι αέριοι και στερεοί υδρογονάνθρακες. Περιέχει επίσης και μερικές ενώσεις του αζώτου, του οξυγόνου και του θείου. Εξορύσσεται από κοιτάσματα στα βάθη της γης με τη μορφή του αργού πετρελαίου.

Το φυσικό αέριο αποτελείται κυρίως από μεθανίο, CH₄, και περιέχει μικρές ποσότητες αιθανίου, C₂H₆, προπανίου, C₃H₈, και βουτανίου, C₄H₁₀. Εξορύσσεται από κοιτάσματα κοντά σε αυτά του πετρελαίου. Οι προσμίξεις άλλων ενώσεων είναι ελάχιστες κάτι που το καθιστά ένα αρκετά καθαρό καύσιμο. Η χρήση του στην Ευρώπη είναι αρκετά εκτεταμένη και πλέον εγκαθίσταται δίκτυο φυσικού αερίου και στην Ελλάδα.

Το πετρέλαιο σχηματίστηκε στο υπέδαφος εκατομμύρια χρόνια πριν με τη διάσπαση των οργανικών ενώσεων που είναι προϊόντα της αποικοδόμησης ζωικών και φυτικών οργανισμών, κυρίως πλαγκτόν, υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης.

Το φυσικό αέριο σχηματίστηκε με ανάλογο τρόπο, αφού η αποσύνθεση των οργανισμών στους βάλτους παράγει μεθάνιο.