Fossiilisia polttoaineita pidetään harhaanjohtavana nimityksenä, koska termi viittaa siihen, että ne ovat peräisin todellisista fossiileista, kuten dinosaurusten luista tai säilötyistä jäännöksistä, mutta tämä ei pidä paikkaansa. Sen sijaan fossiilisia polttoaineita muodostuu pienten esihistoriallisten kasvien, levien, bakteerien ja muiden miljoonia vuosia sitten eläneiden mikro-organismien muinaisista jäännöksistä. Nämä orgaaniset materiaalit kävivät läpi geologisen muutoksen lämmön ja paineen vaikutuksesta miljoonien vuosien aikana, jolloin syntyi hiilivetyjä. Polttoaineet eivät sisällä todellisia fossiileja tai luita, vaan pikemminkin hajonnutta orgaanista ainesta, joka on muuttunut kemiallisesti geologisen ajan kuluessa.