As três formas principais de combustíveis fósseis são carvão, petróleo e gás natural. Esses três também são conhecidos por nomes diferentes, como petróleo por petróleo, e cada tipo de combustível fóssil existe em uma estado químico.
O carvão tem sido usado durante séculos para aquecimento e para mover motores a vapor. É o único combustível fóssil principal que se encontra no estado sólido. O petróleo, ou petróleo bruto, existe no estado líquido e é refinado para produzir gasolina. O gás natural é feito principalmente de gás metano. Cada um dos três combustíveis fósseis requer diferentes métodos de refino para torná-los úteis para os humanos.