A gasolina é um combustível fóssil porque é derivada do petróleo bruto, que é um produto petrolífero não refinado de ocorrência natural, formado a partir de restos de plantas e animais antigos que viveram há milhões de anos. Esses materiais orgânicos foram enterrados no subsolo e submetidos a intenso calor e pressão ao longo do tempo, transformando-os na substância rica em hidrocarbonetos que conhecemos como petróleo bruto. A gasolina é então refinada a partir do petróleo bruto através de um processo conhecido como destilação fracionada, onde o petróleo bruto é aquecido e separado em diferentes componentes com base em seus pontos de ebulição. A gasolina, com menor ponto de ebulição em relação aos demais componentes, é um dos produtos obtidos nesse processo.
Os combustíveis fósseis, incluindo a gasolina, são classificados como recursos não renováveis porque são formados a partir de matéria orgânica que existiu num passado distante e não podem ser naturalmente reabastecidos a uma taxa comparável ao seu consumo. Quando a gasolina é queimada em motores de combustão interna para transporte ou outros fins, liberta energia armazenada nas moléculas do combustível fóssil, mas este processo não pode ser revertido para recriar as reservas originais de hidrocarbonetos. A natureza finita dos combustíveis fósseis e o seu impacto ambiental negativo, como as emissões de gases com efeito de estufa que contribuem para as alterações climáticas, estão a impulsionar o desenvolvimento de alternativas energéticas sustentáveis e de fontes de energia renováveis.