Nhược điểm của nhiên liệu hóa thạch bao gồm những đóng góp vào sự nóng lên toàn cầu, ô nhiễm môi trường và nguồn cung hữu hạn của chúng. Nhiên liệu hóa thạch, bao gồm than đá, dầu mỏ và khí đốt tự nhiên, là nguồn năng lượng chính ở Hoa Kỳ, chiếm 85% việc sử dụng nhiên liệu của cả nước.
Sự nóng lên toàn cầu là một trong những tác động tàn phá nhất của nhiên liệu hóa thạch. Khi nhiên liệu hóa thạch bị đốt cháy, carbon dioxide được giải phóng, giữ nhiệt trong bầu khí quyển của Trái đất và góp phần vào sự nóng lên toàn cầu. Nhiên liệu hóa thạch đã làm cho mức carbon dioxide trong khí quyển tăng hơn 25% trong 150 năm qua.
Nhiên liệu hóa thạch cũng là một nguồn ô nhiễm không khí đáng kể, tạo ra các chất ô nhiễm, chẳng hạn như oxit nitơ, cacbon monoxit, hydrocacbon và oxit lưu huỳnh. Carbon monoxide là sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, chủ yếu xảy ra do việc sử dụng ô tô. Việc khai thác, sản xuất và vận chuyển nhiên liệu hóa thạch cũng có thể gây ra ô nhiễm đất và nước đáng kể. Ví dụ, tràn dầu có thể tàn phá môi trường sống của đại dương và sinh vật biển, trong khi khai thác than có thể góp phần gây ô nhiễm sông.Cuối cùng, nhiên liệu hóa thạch là tài nguyên không thể tái tạo, có nghĩa là nguồn cung cấp của chúng bị hạn chế và cuối cùng chúng sẽ không còn tồn tại. Sự khan hiếm nhiên liệu hóa thạch có thể gây ra những vấn đề lớn về kinh tế và xã hội trong tương lai.
