A energia química nos combustíveis fósseis está relacionada à energia através do processo de combustão. Quando os combustíveis fósseis são queimados, libertam energia térmica, que pode ser utilizada para realizar trabalho. Essa energia térmica é convertida em outras formas de energia, como energia mecânica, energia elétrica ou energia térmica, que pode então ser usada para alimentar diversas máquinas, veículos e eletrodomésticos.

Os combustíveis fósseis armazenam energia na forma de ligações químicas entre átomos de carbono e átomos de hidrogênio. Quando essas ligações são quebradas durante a combustão, a energia química é liberada como energia térmica. Essa energia térmica pode então ser usada para acionar motores, gerar eletricidade ou fornecer calor.

A quantidade de energia que pode ser obtida a partir de um combustível fóssil depende da sua composição e da eficiência do processo de combustão. Diferentes combustíveis fósseis têm diferentes densidades energéticas, o que significa que armazenam diferentes quantidades de energia por unidade de volume ou massa. Por exemplo, o carvão tem uma densidade energética mais elevada do que o gás natural, o que significa que pode produzir mais energia por unidade de volume.

O processo de combustão também pode afetar a eficiência da produção de energia. A combustão incompleta, que ocorre quando não há oxigênio suficiente para queimar completamente o combustível, pode resultar na liberação de poluentes nocivos e na perda de energia. A combustão eficiente, por outro lado, pode maximizar a quantidade de energia liberada do combustível e, ao mesmo tempo, minimizar a produção de poluentes.