Per avere un quadro di riferimento realistico sul futuro energetico della Terra e sui suoi effetti "collaterali", è importante capire quale è stato il processo di formazione dei combustibili fossili per cercare di definirne la loro disponibilità quantitativa e il senso del concetto di fonte non rinnovabile in riferimento alla scala temporale umana.

I combustibili fossili, carbone, gas naturale e petrolio, si sono formati nel sottosuolo poiché per milioni e milioni di anni si formarono, in differenti luoghi della Terra, strati di rocce porose ricche di composti vegetali e animali che si depositarono, per cause differenti, sul fondo di antichi mari. Dobbiamo ricordare che sulla Terra si trovano materiali radioattivi naturali che, nel loro decadimento, generano energia che ne riscalda il suo interno. Si può pertanto ragionevolmente ipotizzare che le rocce porose si riscaldarono alla temperatura adatta per la trasformazione della materia organica in petrolio e inoltre che esse, trovandosi in strati profondi della Terra, furono schiacciate, come delle spugne, dal peso delle rocce sovrastanti e che il petrolio fuoriuscito si raccolse negli spazi disponibili. La composizione chimica del petrolio è molto variabile nel senso che esso è composto da catene di idrocarburi, ma gli atomi che lo compongono sono solamente il carbonio e l'idrogeno. Per effetto della rottura di queste catene di idrocarburi, dovuta all'alta temperatura che si può raggiungere nelle profondità della Terra, si formarono nuove catene di idrocarburi, molto più corte, che diedero origine al gas naturale. La formazione del carbone avvenne in zone paludose in cui i sedimenti di materiale vegetale morto originarono pantani di torba che riscaldati all'interno della Terra diedero origine al carbone, materiale costituito essenzialmente da carbonio.

Per la loro origine, carbone, gas naturale e petrolio sono energia del Sole immagazzinata nella Terra sottoforma di legami chimici Carbonio-Carbonio (C-C) e Carbonio-Idrogeno (C-H).

Questi combustibili a seguito di un'azione di innesco, come quella provocata ad esempio da una fiamma, "bruciano" cioè reagiscono, ed i legami chimici C-C e C-H si spezzano formando con l'ossigeno, elemento comburente, altri legami chimici del tipo C-O e H-O.

In questo processo di trasformazione il combustibile fossile genera anidride carbonica ed acqua liberando una grande quantità di energia.
Lo schema illustra il processo descritto

Lo schema del processo della combustione degli idrocarburi, fonti primarie non rinnovabili di energia, evidenzia che "l'effetto collaterale" è la produzione di anidride carbonica che, diffondendosi nell'atmosfera, dovrebbe essere riassorbita dal ciclo del carbonio.

Come sappiamo l'utilizzo dei combustibili fossili è alla base di qualsiasi azione produttiva: essi sono usati come materia prima per l'industria, in particolare quella chimica, come combustibili per la produzione di energia elettrica e soprattutto come combustibile per i mezzi di trasporto.