化石燃料，包括煤炭、石油、天然气等，是地球上重要的非再生能源。这类资源的形成过程复杂且时间漫长，它们源自于远古时期的植物和微生物遗骸，经过地壳运动、地质变迁和高温高压的作用，经历了数百万年乃至数亿年的演变。

煤炭作为化石燃料的一种，其形成经历了植物遗骸的沉积、地热作用以及复杂的化学变化过程。由于煤炭中有机物的种类和含量不同，以及地质条件的影响，其发热量也存在显著差异，通常分为无烟煤、半无烟煤、烟煤和褐煤等几类。煤炭分布广泛，全球各地均有产出。

石油则是在水中微生物遗骸的碳氢化合物经过长期埋藏和转化形成。经过提炼，石油可以变成汽油、煤油、柴油等不同产品。石油资源主要集中在中东、北美和南美地区，这三大区域几乎占据了全球已探明石油资源的75%。

油页岩是由水藻炭化而成，而油砂则含有一定比例的重质油。这两种资源在北美大陆较为常见。油页岩和油砂的开采技术较为复杂，但它们同样为能源生产提供了重要的资源。

天然气主要由甲烷组成，从地下直接开采。在低温条件下，甲烷可以被液化为液化天然气，通过专用运输工具进行远距离输送。天然气资源在中东、美洲和欧洲大陆较为丰富。

可燃冰是一种新型能源，储存在深海底层，以甲烷的固体形式存在。它具有巨大的潜在能源价值，但开采技术仍处于研究阶段，面临诸多挑战。