Bahan api fosil amat ternilai kerana ia boleh dibakar (dioksidakan menjadi karbon dioksida dan air), menghasilkan sejumlah tenaga yang banyak bagi seunit berat. Arang sudah digunakan sebagai bahan api sebelum sejarah mula-mula tercatat. Arang digunakan untuk menjalankan genahar untuk meleburkan bijih logam. Hidrokarbon separa pepejal dari resapan juga dibakar pada zaman purba,[7] tetapi bahan-bahan sedemikian digunakan khusus untuk pengalisan air dan pengawetan.[8]

Pada abad ke-19, bermulanya pengeksploitan petroleum untuk tujuan komersil, terutamanya sebagai ganti minyak haiwan (terutamanya minyak paus) untuk menyalakan pelita.[9]

Gas asli yang pernah diketepikan sebagai hasil sampingan pengeluaran petroleum yang tidak diperlukan, kini dianggap sebagai sumber yang amat bernilai.[10]

Minyak mentah berat yang jauh lebih likat daripada minyak mentah biasa, dan pasir tar di mana bitumen didapati bercampur dengan pasir dan tanah liat, juga menjadi sumber bahan api fosil yang semakin penting.[11] Syal minyak dan bahan-bahan seumpamanya merupakan batu-batu enapan yang mengandungi kerogen, iaitu campuran sebatian-sebatian organik berberat molekul tinggi yang menghasilkan minyak mentah sintetik apabila dipanaskan (pirolisis). Bahan-bahan ini boleh digunakan dalam enjin pembakaran dalaman, stesen janakuasa bahan api fosil dan sebagainya.

Sebelum separuh akhir abad ke-18, kincir angin dan kincir air menyalurkan tenaga yang diperlukan oleh perkilangan seperti mengisar tepung, menggergaji kayu atau mengepam air, sementara haba rumah tangga diperoleh dengan membakar kayu atau gambut. Penggunaan bahan api fosil secara berleluasa, mula-mula arang diikuti petroleum, untuk menjana kuasa enjin wap melancarkan Revolusi Perindustrian. Pada masa yang sama, lampu gas yang menggunakan gas asli atau gas arang semakin laris digunakan. Penciptaan enjin pembakaran dalam dan kegunaannya dalam kereta dan trak banyak meningkatkan permintaan untuk petrol dan diesel yang diperbuat daripada bahan api fosil. Bentuk-bentuk pengangkutan yang lain, misalnya keretapi dan pesawat, turut memerlukan bahan api fosil. Kegunaan-kegunaan utama bahan api fosil yang lain termasuk menjana elektrik dan sebagai suapan industri petrokimia. Tar, iaitu hasil tinggalan pengekstrakan petroleum, digunakan untuk membina jalan raya.