Σχεδόν κάθε καύσιμο, όταν καταναλώνεται, εκπέμπει διάφορες ουσίες στον αέρα. Αυτές οι εκπομπές καυσίμων, ειδικά όταν προέρχονται από ορυκτά καύσιμα, μπορεί να είναι πολύ επιβλαβείς για το περιβάλλον και τη ζωή των ανθρώπων, των ζώων και των φυτών. Όταν καίγεται ένα ορυκτό καύσιμο, τείνει να απελευθερώνει σημαντική ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα. Μπορεί επίσης να απελευθερώσει άλλες επιβλαβείς ουσίες όπως διοξείδιο του θείου ή μονοξείδιο του άνθρακα. Τα ορυκτά καύσιμα καίγονται σε όλο τον κόσμο για αμέτρητους σκοπούς που κυμαίνονται από την τροφοδοσία αυτοκινήτων και αεροπλάνων έως την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας. Η μαζική καύση ορυκτών καυσίμων απελευθερώνει τεράστιες ποσότητες εκπομπών καυσίμων που μπορεί να έχουν ευρείες επιπτώσεις σε πολλά διαφορετικά πράγματα.
Μία από τις σημαντικότερες ανησυχίες που έχουν οι άνθρωποι σχετικά με τις εκπομπές καυσίμων είναι η επίδραση που έχουν αυτές οι εκπομπές στο περιβάλλον. Πολλά από τα αέρια που απελευθερώνονται από την καύση καυσίμων, όπως το διοξείδιο του άνθρακα, είναι αέρια του θερμοκηπίου που προκαλούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου και συμβάλλουν στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι μία από τις κύριες εκπομπές καυσίμων που προκύπτουν από την καύση ορυκτών καυσίμων, επομένως η επίδραση στο περιβάλλον είναι σημαντική. Τα ορυκτά καύσιμα είναι κυρίως υδρογονάνθρακες, επομένως η καύση τους σπάει τους δεσμούς μεταξύ άνθρακα και υδρογόνου, τα άτομα άνθρακα συνδέονται με το οξυγόνο και απελευθερώνεται διοξείδιο του άνθρακα.
Οι εκπομπές μονοξειδίου του άνθρακα είναι ένας άλλος επικίνδυνος τύπος εκπομπών καυσίμων, αλλά οι εκπομπές μονοξειδίου του άνθρακα είναι πιο άμεσα επιβλαβείς για τον άνθρωπο. Οι εκπομπές μονοξειδίου του άνθρακα προκύπτουν από την ατελή καύση ορυκτών καυσίμων, η οποία συμβαίνει στις χημικές διεργασίες στα αυτοκίνητα. Ως αποτέλεσμα, τα αυτοκίνητα είναι εξοπλισμένα με καταλυτικούς μετατροπείς που οξειδώνουν το μονοξείδιο του άνθρακα σε διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο είναι λιγότερο επιβλαβές άμεσα. Οι καταλυτικοί μετατροπείς προκαλούν επίσης άλλες χημικές αντιδράσεις που καθιστούν ορισμένα από τα άλλα προϊόντα της καύσης ορυκτών καυσίμων κάπως λιγότερο επικίνδυνα.
Οι εκπομπές καυσίμων οδηγούν σε μια επικίνδυνη και επιβλαβή διαδικασία γνωστή ως όξινη βροχή κατά την οποία οι χημικές ουσίες που απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα μέσω της καύσης ορυκτών καυσίμων επιστρέφουν στο έδαφος με τη μορφή όξινης κατακρήμνισης. Αυτό μπορεί να είναι πολύ επιβλαβές για τα φυτά, τα αποθέματα νερού, τα υδρόβια πλάσματα και ορισμένα ανθρωπογενή αντικείμενα. Το διοξείδιο του θείου είναι η ένωση που συνδέεται πιο συχνά με την όξινη βροχή. διαλύεται στην υγρασία της ατμόσφαιρας και γίνεται θειώδες οξύ. Τα οξείδια του αζώτου μπορούν επίσης να συμβάλλουν στην όξινη βροχή και είναι κοινά στις εξατμίσεις αυτοκινήτων. Οι ενώσεις μολύβδου μπορούν επίσης να απελευθερωθούν με την καύση ορυκτών καυσίμων. Σε υψηλές συγκεντρώσεις, αυτές οι εκπομπές καυσίμων μπορεί να οδηγήσουν σε βλάβη στα παιδιά.