Οι μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας εξορύσσονται από το έδαφος, σε υγρή, στερεή ή αέρια μορφή και δεν μπορούν να ανανεωθούν σε μια μικρή χρονική περίοδο. Οι κυριότερες από τις μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι:
α) ο άνθρακας, που βρίσκεται στο υπέδαφος σε στερεή μορφή και σχηματίστηκε σε μεγάλη κλίμακα πριν από εκατομμύρια χρόνια όταν μεγάλες δασωμένες εκτάσεις καταβυθίστηκαν υπό την επίδραση δυναμικών παραγόντων δηλαδή φυσικών καταστροφών όπως καθιζήσεις, επιχωματώσεις, σεισμοί, κατακρημνίσεις.
β) το πετρέλαιο, που βρίσκεται επίσης στο υπέδαφος, σε υγρή όμως μορφή και σχηματίστηκε κατά τη διάρκεια χιλιάδων ετών είτε από ανόργανες ενώσεις είτε από οργανικές. Επικρατούσα άποψη είναι αυτή που υποστηρίζει ότι το πετρέλαιο προήλθε από μετασχηματισμό λιπαρών ουσιών ζωικής ή φυτικής προέλευσης, κυρίως θαλάσσιων, οι οποίοι χωρίς την παρουσία αέρα μετατράπηκαν σε πετρέλαιο.
γ) το φυσικό αέριο, που βρίσκεται μαζί με το πετρέλαιο αποθηκευμένο σε υπόγειες κοιλότητες.
