用いたときから始まるから、人類の歴史と軌を一にしている。
もっとも古くは、暖をとる、ものを焼く、水を沸かすなどの目的で木を燃やしていた。
石油、石炭などの利用も『旧約聖書』や『日本書紀』の記述にみられる。
5世紀イギリスではすでに石炭の採掘が始められ、種々の燃料に用いられた。
中国では漢の時代、石炭を還元剤として銅貨を鋳造していたという。
9世紀になるとドイツのザクセンでも採掘が始まり、12、13世紀にはイギリス、ドイツでは鍛冶(かじ)、染物、陶器、ガラス、れんがなどの燃料としての木材の深刻な不足を補うため、石炭の本格的採炭が始まった。
1590年にはJ・ソーンボローという人が、「石炭を精製し悪臭を出さない方法」という特許さえ出しているほどである。
鉄の精錬には当時イギリスで1トンの鉄に対し24立方フィートの木材を使ったという。
堆積した動植物などの死骸が地中に堆積し、長い年月をかけて地圧・地熱などにより変成されてできた有機物の化石のうち、人間の経済活動で燃料として用いられる(または今後用いられることが検討されている)ものの総称である。
現在使われている主なものに、石炭、石油、天然ガスなどがある。また近年はメタンハイドレートなどの利用も検討され始めている。
かつて生物が自らの体内に蓄えた昔の炭素化合物・窒素酸化物・硫黄酸化物・太陽エネルギーなどを現代人が取り出して使っていると考えることができる。
いずれにせよ、これらの燃料は燃やすと二酸化炭素 (CO2) 、窒素酸化物 (NO、 NO2、 N2O4) 、硫黄酸化物 (SO2) などを発生するが、これらが大気中に排出されることにより、地球温暖化や、大気汚染による酸性雨や呼吸器疾患などの公害を引き起こすため、深刻な環境問題を引き起こす要因になっている。
また、資源埋蔵量にも限りがあるため持続性からも問題視されている。
そのため現在は一部で原子力発電が使われているほか、これらの環境問題が発生しにくいバイオ燃料(バイオマス)、太陽光発電、風力発電、地熱発電などの新エネルギーの研究が進められて、一部は主に西欧諸国やブラジルなどで実際に使われはじめている。