Ugljen je nastao raspadanjem i kompakcijom biljne tvari tijekom milijuna godina. Po ogrijevnoj moći (količina topline koja se oslobodi izgaranjem 1 kg ugljena), dijelimo ga na antracit i kameni ugljen, smeđi ugljen i lignit. Najveću ogrijevnu moć imaju antracit i kameni ugljen, slijedi smeđi ugljen, a najslabiji je lignit.

U proizvodnji električne energije ugljen je prvi put upotrijebljen 1880. godine u SAD-u.

Sagorijevanjem ugljena dolazi do emisije štetnih plinova (CO₂, SO₂ i NO_x) koji u atmosferi formiraju vodene mase koje se vraćaju u obliku sumpornih i dušičnih kiselina (kisele kiše). Unutar ugljena postoje još i sitne čestice minerala koje ne sagorijevaju i stvaraju pepeo čiji maleni postotak uvijek odlazi u okoliš. Sagorijevanjem ugljena dolazi do spajanja (oksidacije) ugljika sa kisikom iz zraka i tim mehanizmom se stvara ugljični dioksid CO₂, plin bez boje i mirisa, koji je dominantan staklenički plin.

Najveći proizvođači, a ujedno i potrošači ugljena su SAD i Kina (približno milijardu tona godišnje). Interesantan je podatak da Japan godišnje troši oko 200 milijuna tona ugljena, a nema proizvodnje, već sve uvozi.

Za proizvodnju električne energije ugljen se izgara u termoelektranama na ugljen. Prednosti uporabe ugljena u proizvodnji električne energije su njegova stabilna i niska cijena što rezultira jeftinom električnom energijom, relativno velike zalihe koje se procjenjuju na 300 do 900 godina ako potrošnja ostane na današnjoj razini te poznata i pouzdana tehnologija dobivanja, prerade i uporabe ugljena. Nedostaci su česte nesreće u rudnicima ugljena, velike količine potrebne za pogon elektrane, velike količine opasnog otpada koji nastaje kako pri iskopu tako i pri izgaranju, emisije opasnih plinova koji uzrokuju kisele kiše i emisija ugljičnog dioksida kao dominantnog stakleničkog plina.

Jedna od teorija o porijeklo nafte koja ima znanstvenu podloguj je da je nafta nastala iz ostataka biljaka i životinja koje su živjele prije 400 milijuna godina u vodi. Njihovi ostaci su se počeli taložiti na dno oceana i s vremenom ih je prekrio sloj pijeska i mulja koji su pogodovali stvaranju visokog tlaka i temperature.

Sagorijevanjem nafte, odnosno naftnih derivata (mazut) dolazi do spajanja (oksidacije) ugljika sa kisikom iz zraka i tim mehanizmom se stvara ugljični dioksid CO₂, plin bez boje i mirisa, koji je dominantan staklenički plin.

Najveći proizvođači nafte su Saudijska Arabija, Rusija i SAD, a najveći potrošači SAD, Japan i Kina, a od europskih država Njemačka.

Za proizvodnju električne energije nafta se izgara u odgovarajućim termoelektranama. Prednosti uporabe nafte u proizvodnji električne energije su poznata i pouzdana tehnologija dobivanja, prerade i uporabe nafte i naftnih derivata. Nedostaci su emisija ugljičnog dioksida kao dominantnog stakleničkog plina, kao i činjenica da se nafta i naftni derivati upotrebljavaju u nizu drugih aktivnosti, od kojih je svakako najvažnija transport. Uz konačne zalihe nafte, njezina uporaba u proizvodnji električne energije negativno utječe na sve ostale djelatnosti koje upotrebljavaju naftu i naftne derivate.

Prirodni je plin smjesa plinovitih ugljikovodika s većinskim udjelom metana (75 % - 97 %), a ostatak čine etan, propan, butan, sumpor, te katkada helij ili dušik. Prirodni plin se za proizvodnju električne energije uglavnom koristi u kombiniranim plinsko-parnim postrojenjima u kojima je učinkovitost pretvorbe toplinske energije viša no u klasičnim termoenergetskim postrojenjima.

Prednosti uporabe prirodnog plina u proizvodnji električne energije su niže specifične investicije plinskih termoelektrana u odnosu na termoelektrane na ugljen. I troškovi pogona i održavanja su niži u odnosu na termoelektrane na ugljen. Prirodni plin j i najčišće foilno gorivo s malo sumpora, pa je emisija SO₂ neznatna. Nedostaci su onečišćenje okoliša zbog istjecanja metana, CO₂ i NO₂ na bušotinama. Zalihe prirodnog plina su male,a i transport je relativno skup.

Postrojenja koja se grade na određenom dijelu rijeke kako bi se iskoristila energija vodnog toka naziva se hidroelektrana. Razlikujemo pribranske i derivacijske hidroelektrane; niskotlačen i visokotlačne; akumulacijske i protočne.

Prednosti uporabe vodnih tokova je u činjenici da ne sagorijevaju gorivo što za posljedicu ima nepostojanje emisije štetnih tvari. Mali su varijabilni troškovi, a ovisno o izvedbi pomažu u prevenciji poplava i regilaciji vodne mase, odnosno akumulacije osiguravaju vodu za navodnjavanje i kućnu uporabu. Kao osnovni nedostatak ističe se utjecaj na hidrološke sustave, mikroklimu, lokalnu floru i faunu, te poplavljivanje zemljišta što za posljedicu može imati i rasljavanje stanovništva. Sa stajališta proizvodnje električne energije kao glavni nedostatak ističe se činjenica da su energetski kvalitetni vodni tokovi već iskorišteni u gotovo svim europskim zemljama, uključujući i Hrvatsku.

Navedeni obnovljivi izvori energije upotrebljavaju se u proizvodnji električne energije u relativno malom postotku. U Hrvatskoj je u ovom trenutku instalirano samo 17 MW vjetroelektrana, manje od 0.5% ukupno instalirane snage. Unatoč ogromnom teoretskom potencijalu i malom negativnom utjecaju na okoliš, niska iskoristivost, zemljopisno neravnomjerna raspoređenost kao i visoki investicijski troškovi priječe veći angažman obnovljivih izvora energije u proizvodnji električne energije.

Nuklearna elektrana je energetsko postrojenje u kojem se toplinska energija, proizvedena u nuklearnom reaktoru kontroliranom lančanom reakcijom fisije atoma uranija ili plutonija, pretvara u električnu. Nuklearna elektrana slična je termoelektrani samo što se umjesto toplinske energije dobivene izgaranjem fosilnog goriva koristi toplinska energija fisije iz nuklearnog reaktora. Prve nuklearne elektrane u kojima se komercijalno započelo s proizvodnjom električne energije su elektrana u Obninsku (Rusija, 1954. god.), Calder Hall (Velika Britanija, 1956. god.) i Shipingport (SAD, 1957. god.). Danas je u 30 zemalja svijeta u pogonu 439 komercijalnih nuklearnih elektrana, ukupne instalirane snage preko 370.000 MWe. 2006. godine proizvodnja električne energije u nuklearnim postrojenjima zadovoljavala je 16% ukupnih svjetskih potreba za električnom energijom. Dobre su strane nuklearnih elektrana što ne onečišćuju okoliš ispuštanjem dima i plinova, a nedostatci su povećano toplinsko opterećenje okoliša i stvaranje radioaktivnog materijala. Nuklearne elektrane pokazale su se kao pouzdan i ekonomičan izvor električne energije. Povoljan utjecaj nuklearnih elektrana na okoliš (posebno u smanjenju globalnog zatopljenja) otvara perspektivu daljnjem razvoju i gradnji nuklearnih elektrana.