De voorraden van niet-hernieuwbare energiebronnen zijn eindig en zullen dus opraken. Daarbij heeft de winning en het gebruik van deze fossiele brandstoffen negatieve gevolgen voor milieu en klimaat.
De winning van gas heeft gevolgen voor de stabiliteit van de ondergrond. Vooral in de provincie Groningen vinden als gevolg van de gaswinning aardbevingen plaats. Zo raken door de aardbevingen gebouwen beschadigd. Ook kunnen aardbevingen de ondergrondse infrastructuur aantasten met onder andere lekkages in leidingen als gevolg. Door de gaswinning daalt de bodem met enkele centimeters per jaar. Dit kan gevolgen hebben voor de waterhuishouding in het gebied.
Ook de winning van olie en steenkool leidt vaak tot schade voor het milieu. Bij het oppompen van olie en het transport ervan kunnen lekkages optreden. Deze lekkages hebben grote gevolgen voor de waterkwaliteit, het bodemleven en dieren die ermee in aanraking komen. Steenkool voor de Nederlandse energiecentrales wordt voornamelijk geïmporteerd uit Colombia, Zuid-Afrika en Indonesië. Deze mijnbouwactiviteiten leiden tot ontbossing en de vervuiling van grond, water en lucht in deze landen.
De verbranding van fossiele brandstoffen draagt door de CO2-uitstoot bij aan klimaatverandering. De hoeveelheid is afhankelijk van het soort brandstof. Het gebruik van aardgas geeft minder uitstoot van CO2 en vervuilende stoffen dan het gebruik van steenkool of olie. Onder het klimaatakkoord zal Nederland het gebruik van fossiele brandstoffen en hiermee de uitstoot van CO2 sterk moeten verminderen. De energietransitie richt zich op een overstap naar duurzame energie waarbij we in 2050 bijna volledig afhankelijk zijn van hernieuwbare energiebronnen.