Bahan api fosil merupakan bahan api yang terbentuk daripada proses-proses semula jadi seperti pereputan anaerobik hidupan mati yang tertanam. Usia hidupan itu lazimnya sekitar jutaan tahun, yang paling lama melebihi 650 juta tahun.[1] Bahan api fosil mengandungi kandungan karbon yang tinggi. Antara jenis bahan api fosil ialah arang, petroleum, dan gas asli.Bahan api fosil terdiri daripada bahan-bahan yang meruap dengan nisbah karbon kepada hidrogen yang rendah seperti metana, petroleum cecair dan bahan-bahan tidak meruap yang terbentuk daripada karbon tulen hampir sepenuhnya, seperti arang antrasit. Metana terdapat dalam medan hidrokarbon, sama ada sendirian, bersangkut-paut dengan minyak, ataupun dalam bentuk klatrat metana. Bahan api fosil terbentuk daripada fosil tumbuhan[2] setelah terdedah kepada haba dan tekanan dalam kerak Bumi selama jutaan tahun.[3] Teori biogenik ini mula-mula diperkenalkan oleh Georg Agricola pada tahun 1556, kemudian oleh Mikhail Lomonosov pada abad ke-18.Pada tahun 2007, Pentadbiran Penerangan Tenaga Amerika Syarikat mengganggarkan bahawa 86.4% penggunaan tenaga sedunia berpunca dari bahan api fosil, iaitu 36.0% petroleum, 27.4% arang, 23.0% gas asli.[4] Sumber bukan fosil pada tahun 2006 termasuk hidroelektrik 6.3%, nuklear 8.5%, dan lain-lain),geoterma, suria, air pasang, angin, kayu, sisa) 0.9%.[5] Penggunaan tenaga sedunia meningkat kira-kira 2.35 setahun.Bahan api fosil merupakan sumber yang tidak boleh dibaharui kerana memakan masa jutaan tahun untuk terbentuk, apalagi simpanannya lebih cepat dihabiskan daripada penemuan simpanan baharu. Pengeluaran dan penggunaan bahan api fosil menimbulkan kebimbangan akan alam sekitar, maka dianjurkan sebuah gerakan sedunia untuk memupuk penggunaan tenaga boleh baharu untuk menampung keperluan tenaga yang meningkat.Pembakaran bahan api fosil menghasilkan kira-kira 21.3 bilion tan karbon dioksida (CO2) setahun, tetapi adalah dianggarkan bahawa proses-proses semulajadi hanya mampu menyerap kira-kira separuh jumlah itu, maka karbon dioksida dalam atmosfera mencatat kenaikan bersih 10.65 bilion tahun setahun (satu tan karbon dalam atmosfera bersamaan dengan 44/12 atau 3.7 tan karbon dioksida).[6] Karbon dioksida merupakan salah sejenis gas rumah hijau yang menguatkan pemaksaan bersinar, maka menyumbang kepada pemanasan global yang mana purata suhu permukaan Bumi naik sebagai kesannya. Kebanyakan besar ahli sains iklim sependapap bahawa ini akan banyak mendatangkan kesan-kesan buruk.