Les trois principales formes de combustibles fossiles sont le charbon, le pétrole et le gaz naturel. Ces trois sont également connus sous des noms différents, tels que le pétrole pour le pétrole, et chaque type de combustibles fossiles existe dans un différent état chimique.
Le charbon est utilisé depuis des siècles pour chauffer et alimenter les moteurs à vapeur. C'est le seul combustible fossile principal qui est à l'état solide. Le pétrole, ou pétrole brut, existe à l'état liquide et est raffiné pour faire de l'essence. Le gaz naturel est principalement composé de gaz méthane. Chacun des trois combustibles fossiles nécessite des méthodes de raffinage différentes pour les rendre utiles aux humains.