Fossiele grondstoffen zijn natuurlijke, in de aarde opgeslagen koolstofafzettingen, die over langere perioden uit afbraakproducten van dode planten en dieren zijn ontstaan en in de vorm van aardolie, aardgas of kolen konden worden opgebouwd.

Fossiele grondstoffen berusten op de koolstofcyclus en maken het mogelijk, opgeslagen koolstofvoorraden van vroegere tijden vandaag te gebruiken. Een nog aan het begin staande ontwikkeling is, fossiele grondstoffen door hernieuwbare, dus op duurzame biomassa gebaseerde koolstofvoorraden te vervangen.