Behält man die lange Geschichte unseres Planeten im Hinterkopf, so ist der Mensch seit noch nicht allzu langer Zeit in sein natürliches Gleichgewicht eingedrungen. Viele Veränderungen an der Struktur der Erde erstreckten sich über Zeiträume von mehreren Millionen Jahren. Durch die Entwicklung der Wissenschaft hat der Mensch nach und nach die Zeugnisse jener Vergangenheit erschlossen und gelernt, welchen Nutzen sie für ihn haben können. Zu diesen Hinterlassenschaften gehören auch die fossilen Energiequellen. Das Adjektiv “fossil” deutet dabei an, dass es sich bei diesen Energieträgern um Produkte handelt, die sich in den einzelnen Etappen der Erdgeschichte ausgebildet haben. Diese Perioden wurden deswegen teilweise nach den fossilen Energieträgern benannt, die in ihrer Zeit dominierten. Vor etwa 360 Millionen Jahren begann beispielsweise das Karbon, dessen Namensgebung auf das lateinische Wort für Kohle zurückzuführen ist.
Die Ursprünge der fossilen Energieträger sind unterschiedlich. Als unumstößliches Prinzip hinter ihrer Bildung steht jedoch die Photosynthese, durch deren Wirken die Energie des Sonnenlichts Organismen auf unserer Erde entstehen lässt. Bei allen fossilen Energiequellen handelt es sich letztendlich um abgestorbene Organismen, die sich im Laufe der Jahre in einer bestimmten Struktur ausgebildet haben. Kohle ist ein durch Pflanzenreste entstandenes Produkt. Die abgestorbenen Organismen konnten unter Überlagerung durch verschiedenartige Schichten nicht verwesen und wurden später extrem komprimiert. Die Existenz von verschiedenen Typen von Kohle ist durch die unterschiedliche Art und Weise der Verflüchtigung von Nebenprodukten zurückzuführen. Steinkohle hat einen sehr hohen Kohlenstoffgehalt, Braunkohle hingegen weist eine stärkere Schwefel-Konzentration auf. Hohe Reinheit fossiler Energiequellen ist jedoch mit einem möglichst hohen Kohlenstoff-Anteil gleichzusetzen. Der Klassifizierung von Biomasse entsprechend ist Kohle also ein direkt von Primärproduzenten stammendes Relikt. Tiere gehören nicht zu dieser Gruppe, da sie Pflanzen oder andere Tiere konsumieren und deswegen auf Pflanzen als Wandler der Sonnenenergie angewiesen sind.
Die Entstehung von Erdgas basiert hingegen auf der Annahme, dass kleinere Lebewesen am Meeresboden von anderen Schichten überlagert wurden. Durch fehlende Luft setzte sich diese von den übrigen Lagen ab, weswegen die eingeschlossenen Bakterien die Biomasse solange zersetzten, bis Kohlenwasserstoff vorlag. Bei Erdgas handelt es sich dementsprechend um die gasförmige Variante jener Biomasse, die auf gleiche Weise entstanden ist. Die Energie, die in fossilen Quellen enthalten ist, kann wegen der langen Vorarbeit dieser Prozesse heute in andere Energieformen umgewandelt werden. In Form von elektrischer Energie sorgt sie für die heimische Stromversorgung, als thermische Energie beheizt sie unsere Wohnungen. Die Natur hat von selbst dafür gesorgt, dass hochkonzentrierte Formen von Kohlenstoff vorliegen, die wegen der hohen Energiedichte zudem effizient lagerbar sind. Auch ihr Wert für Verkehr und Industrie wurde dem Menschen schnell bewusst. Aufgabe der Petrochemie ist es deshalb, eine Synthese nutzbarer Kohlenstoffverbindungen aus Erdöl und -gas herbeizuführen. Die populärsten Verwendungszwecke sind dabei der spätere Einsatz als Kraftstoff für Flug- und Kraftfahrzeuge sowie die Herstellung von Kunststoffprodukten. Diese facettenreiche Anwendbarkeit der Petrochemie hat auch für den Siegeszug der organischen Chemie, die sich mit Kohlenstoffverbindungen beschäftigt, gesorgt.
Fossile Energiequellen enthalten neben einem hohen Grad an Kohlenstoff jedoch auch Verunreinigungen, die bei einer Verbrennung zu unerwünschten Schadstoffen führen. Ein weiterer Nachteil ist die Vielzahl von Nebeneffekten, die ihr Abbau mit sich bringt. Die Gewinnung von Stein- und Braunkohle wirkt sich negativ auf die Umwelt aus, der Transport von Erdöl ist sehr riskant und sorgt im Falle eines Schiffsunglücks für eine Umweltkatastrophe. Die Tatsache, dass es sich bei den fossilen Energieträgern um keine unendlich nutzbaren Quellen handelt, führt unweigerlich zu ihrer Erschöpfung. Als alternative Energiequellen können daher reguläre Biomasse oder andere Formen regenerativer Energie dienen, sie sich aber wegen fehlender Wirtschaftlichkeit bislang nicht vollkommen durchsetzen konnten.