Một trong những nhược điểm lớn nhất của việc sử dụng dầu là nguồn năng lượng không thể tái sinh, có nghĩa là một khi nguồn cung cấp cạn kiệt, không có cách nào để sản xuất thêm. Dầu cũng gây ra những rủi ro đáng kể đối với bầu khí quyển và các vùng nước; Ví dụ, sự cố tràn dầu gây ra những tác động tai hại đến môi trường địa phương bằng cách phá hủy thực vật và sinh vật và thường tốn kém và mất thời gian để dọn dẹp.
Ngoài việc gây ra các mối đe dọa đối với sinh vật biển, các loài chim và đường bờ biển, dầu còn giải phóng các hóa chất độc hại vào không khí khi bị đốt cháy. Trong quá trình đun nóng, dầu tạo ra khí cacbonic - một loại khí nhà kính không phân hủy sinh học khi thải vào khí quyển. Ngoài ra, dầu có chứa nhiều lưu huỳnh, tạo ra lưu huỳnh đioxit và lưu huỳnh trioxit khi bị đốt cháy. Khi đến khí quyển, các hợp chất này kết hợp với hơi ẩm để tạo thành axit sulfuric, còn được gọi là mưa axit. Sau khi rơi xuống bề mặt trái đất, mưa axit sẽ trôi vào các dòng suối, hồ chứa và các vùng nước khác.
Sự cố tràn dầu vừa tốn kém vừa gây chết người. Dọn dẹp vết dầu loang sử dụng nhiều tài nguyên và nhiều loài động vật trong khu vực có thể bị tổn hại do sự cố tràn dầu. Động vật có thể ăn dầu và lông của chim có thể bị phủ trong dầu, khiến chúng mất sức nổi.
Một nhược điểm khác của dầu mỏ là nó đe dọa sự ổn định chính trị và an ninh quốc gia vì hầu hết các quốc gia phát triển đều phụ thuộc vào các nguồn dầu mỏ ở nước ngoài. Khi nguồn cung dầu giảm dần, sự cạnh tranh đối với các nguồn dự trữ còn lại trở nên khốc liệt hơn.
Cuối cùng, nhiều sản phẩm có nguồn gốc từ dầu mỏ mang lại lợi ích cho con người nhưng cũng độc hại.
