"Karbon enerjisi" tipik olarak, başta fosil yakıtlar olmak üzere karbon bazlı yakıtların yanmasını veya kullanımını içeren enerji kaynaklarını ifade eder. Fosil yakıtlar, milyonlarca yıl boyunca ısı ve basınca maruz kalan eski bitki ve hayvan kalıntılarından oluşur. Bu yakıtlar, enerji amacıyla yakıldıklarında atmosfere salınan yüksek oranda karbon içerir. En yaygın karbon bazlı enerji kaynakları şunları içerir:
Kömür: Yüzyıllardır elektrik ve ısı üretmek için kullanılan katı bir fosil yakıttır. Kömür yakıldığında atmosfere karbondioksit (CO2) ve diğer kirletici maddeleri salar.
Petrol: Ham petrol ve benzin ve dizel yakıt gibi petrol ürünleri ulaşım, ısınma ve elektrik üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Petrolün yanması aynı zamanda karbon emisyonlarının salınmasına da neden olur.
Doğal Gaz: Doğal gaz, esas olarak metandan oluşan fosil bir yakıttır. Isıtma, elektrik üretimi ve araçlarda yakıt olarak kullanılır. Kömür ve petrole kıyasla daha az karbon emisyonu üretse de yine de sera gazı emisyonlarına katkıda bulunuyor.
Turba: Turba, kömür oluşumunun erken bir aşamasıdır ve bazen yakıt kaynağı olarak kullanılır. Diğer fosil yakıtlar gibi turbanın yakılması da atmosfere karbon salımına neden olur.

Karbon bazlı bu enerji kaynakları uzun yıllardan beri dünya enerji sistemlerinin omurgasını oluşturmuştur. Ancak bunların kullanımı, iklim değişikliğine ve küresel ısınmaya katkıda bulunan karbondioksit gibi sera gazlarının salınımı da dahil olmak üzere önemli çevresel etkiler nedeniyle endişeleri artırdı. Sonuç olarak, yenilenebilir enerji (örneğin güneş, rüzgar, hidroelektrik) ve nükleer enerji gibi daha az karbon emisyonu üreten veya hiç karbon emisyonu üretmeyen daha temiz ve daha sürdürülebilir enerji kaynaklarına geçişe giderek daha fazla vurgu yapılıyor.