Fosilna goriva, ki so nastala pred tristo milijoni let v obdobju paleozoika, prištevamo med neobnovljive energijske vire, ker je za njihov nastanek potrebnih več milijonov let, kar je v primerjavi z zgodovino človeštva zelo dolgo. Nastala so, ko so drevesa in rastline odmrle, se nalagale na dnu oceanov in se spremenile v šoto. Nanjo so se skozi stoletja usedali pesek, glina in drugi minerali in se spremenili v kamenino (sediment). Kamenine, ki so nastajale, so se kopičile ena na drugo in pritiskale šoto k tlom. Pritisk je iz šote iztisnil vso vodo in tako so skozi milijone let iz izsušene šote nastali premog, nafta, petrolej in zemeljski plin.

Z uporabo neobnovljivih virov bomo le-te izčrpali, hkrati pa s tem onesnažujemo okolje. Na zemljevidu in s klikom na spodnje povezave si oglej lokacije elektrarn na neobnovljive vire v Sloveniji:

• Termoelektrarna Šoštanj
• Termoelektrarna Trbovlje
• Termoelektrarna Brestanica
• Nuklearna elektrarna Krško

Premog je skupno ime za vrsto fosilnih goriv. Nastal je v obdobju pred 40 milijoni do 300 milijoni let.

Uporabljamo ga kot gorivo za termoelektrarne, toplarne, gospodinjstva in kemično predelavo v koks, plin ali tekoče gorivo. V Sloveniji sestavlja premog tretjino osnove za proizvodnjo električne energije.

Glede na starost in kurilnost ločimo štiri vrste premoga:

1. antracit je premog najstarejšega izvora s kurilno vrednostjo do 33,594 MJ/kg;
2. črni premog je starejšega izvora s kurilno vrednostjo 29,31 MJ/kg;
3. rjavi premog se uporablja kot kurivo v termoelektrarnah, toplarnah s kurilnostjo 20,94 MJ/kg;
4. lignit je najmlajša vrsta premoga s kurilnostjo 13,398 MJ/kg in se uporablja predvsem za kurivo v termoelektrarnah.

Nafta je gosta temnorjava ali zelenkasta vnetljiva tekočina. Uporablja se že več kot 500 let. Najprej so jo uporabljali za zdravljenje ran in v svetilkah za proizvajanje svetlobe. Petrolej so pridobivali z destilacijo premoga ali pa so ga postrgali s površine jezer. Kasneje so odkrili način, kako nafto črpati pod površino zemlje in nato s pomočjo strojev črpanje nafte iz velikih globin Zemlje. Največje zaloge nafte so na Srednjem Vzhodu.

Je najpomembnejši globalni nosilec energije. Služi kot gorivo za skoraj vsa prevozna sredstva ter za proizvodnjo elektrike in toplote. V kemijski industriji se uporablja tudi kot dodatek pri proizvodnji številnih umetnih mas. Najdemo jo tudi v kozmetiki in zdravilih.

Večji del nafte (90 %) se porabi za pogon motorjev, v industriji, pri proizvodnji električne energije in za kurjavo. Manjši del (10 %) se jo porabi za kemikalije.

Zemeljski plin je gorivo fosilnega izvora in je produkt organskih snovi. Nahaja se pod zemljo, običajno skupaj z nafto. Nastaja s pomočjo kemičnih procesov v odmrlih mikroorganizmih, algah in planktonu, ki so se posedli na morsko dno.

Glavna sestavina zemeljskega plina je metan. Zemeljski plin je nestrupen, vnetljiv, brezbarven plin, ki se vname pri temperaturi okoli 600 °C. V primerjavi z drugimi fosilnimi gorivi ima zemeljski plin pri zgorevanju najnižje emisije CO₂.

Zaradi energijskih, ekonomskih in ekoloških prednosti pred ostalimi gorivi je poraba zemeljskega plina v porastu.

Jedrska energija je energija, sproščena pri jedrski reakciji, kot so jedrski razpad, razcep jedra in jedrsko zlivanje. Pri jedrskih reakcijah se sprosti veliko energije. To se zgodi, če se atomi nekaterih izotopov težkih elementov razcepijo ali pa se izotopi lahkih elementov združijo. Pri tem nastane verižna jedrska reakcija, ki lahko nadzorovano poteka v jedrskih reaktorjih elektrarn.

Jedrska energija se uporablja za proizvodnjo toplote in električne energije ter za pogon plovil s pomočjo jedrskih reaktorjev. Analize emisij CO₂ kažejo primerljivost jedrske energije z obnovljivimi viri energije. Emisije pri zgorevanju fosilnih goriv so namreč mnogo višje.

Posledica jedrskih reakcij so jedrski odpadki. Sevanje, ki ga oddajajo, je zelo škodljivo in traja več desetletij.