煤、石油和天然气是三种最主要的化石燃料，它们都是源自数百万年前古代生物遗骸在特定地质条件下经过漫长的地质作用转化而成的碳氢化合物。这些生物遗骸在沉积物深处，由于地壳运动和高温高压的作用，逐渐转变成了富含碳元素的化石燃料。
煤炭主要是由古代的植物在沼泽环境中堆积、压缩和变质形成的，它是固体形式的化石燃料，主要成分是碳，还含有氢、氧、氮、硫等元素。石油和天然气则是液态和气态的化石燃料，它们通常与煤炭伴生，或者存在于独立的地质构造中。石油主要是由古代海洋生物的遗骸在缺氧环境下分解、转化而成的液态碳氢化合物，而天然气则主要是甲烷等气态碳氢化合物的混合物。
作为全球主要的能源来源，煤、石油和天然气在工业革命以来的经济社会发展中扮演了至关重要的角色。它们被广泛用于发电、供暖、交通运输以及化工原料等领域，为人类提供了巨大的能量支持。然而，化石燃料的燃烧也会释放大量的二氧化碳等温室气体，导致全球气候变暖和环境问题，因此，寻找和开发清洁、可持续的替代能源已成为全球性的紧迫任务。