Οι υδρογονάνθρακες απελευθερώνουν μεγάλα ποσά θερμότητας κατά την καύση τους. Έτσι, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, που αποτελούνται κυρίως από κορεσμένους υδρογονάνθρακες, μαζί με τον άνθρακα, χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας. Τα υλικά αυτά καλούνται καύσιμα και πιο συγκεκριμένα, ορυκτά καύσιμα, γιατί εξορύσσονται από το υπέδαφος.

Η κύρια αιτία της ρύπανσης της ατμόσφαιρας, είναι η ατελής καύση των υδρογονανθράκων κατά την καύση των καυσίμων για θέρμανση, παραγωγή ενέργειας ή κίνηση. Το CO, για παράδειγμα, είναι ένα τοξικό αέριο, άγευστο, άχρωμο και άοσμο που προκαλεί ασφυξία ή ακόμα και θάνατο αποτελώντας έναν από τους βασικότερους αέριους ρύπους. Ο άνθρακας, με τη μορφή του καπνού, είναι ακόμα ένας αέριος ρύπος που προκαλεί την αιθαλομίχλη.

Tα καύσιμα όπως η βενζίνη, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, εκτός από υδρογονάνθρακες, περιέχουν και άλλες ενώσεις ή στοιχεία, οι οποίες μπορούν και οξειδώνονται. Κατά την οξείδωσή τους εκλύονται στην ατμόσφαιρα αέριοι ρύποι, όπως τα οξείδια του αζώτου (NO, NO₂) και του θείου (SO₂, SO₃). Επίσης, εκλύονται άκαυστοι αέριοι υδρογονάνθρακες και στερεοί ρύποι, όπως ενώσεις του μολύβδου.

Γενικότερα, τα μέτρα που πρέπει να ληφθούν για την αντιμετώπιση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης συζητήθηκαν στην ενότητα του ατμοσφαιρικού αέρα. Σε ό,τι αφορά τα καύσιμα που περιέχουν υδρογονάνθρακες, σημαντική είναι η ρύθμιση και η συντήρηση των μηχανών για να επιτυγχάνουν όσο το δυνατό πιο πλήρη καύση. Η χρήση αμόλυβδης βενζίνης αποσκοπεί στη μείωση των ενώσεων του μολύβδου που είναι επικίνδυνες, η προσθήκη καταλυτών στα αυτοκίνητα συμβάλλει στην επίτευξη πλήρης καύσης, ενώ αξίζει και η χρήση του φυσικού αερίου ως καύσιμο, καθώς δεν παράγει πολλούς ρύπους.