Fossiilisten polttoaineiden vaikutukset voivat olla luonteeltaan poliittisia, ympäristöllisiä tai sosiaalisia, ja ne voivat olla kauaskantoisia ja vaikuttaa merkittävästi maailman väestöön. Fossiiliset polttoaineet vaikuttavat maailman talouteen ja tuovat rahaa köyhille alueille, mikä vaikuttaa myönteisesti, mutta joidenkin mielestä ne saavutetaan huomattavilla kustannuksilla. Nämä kustannukset ovat saaneet hallitukset ja yksityiset teollisuudenalat ympäri maailmaa etsimään erilaisia energialähteitä, joista osa ei välttämättä aiheuta näitä negatiivisia fossiilisten polttoaineiden vaikutuksia.
Yksi positiivisimmista fossiilisten polttoaineiden vaikutuksista voi olla se, että monet öljypitoiset paikat ovat köyhiä muissa luonnonvaroissa. Tämä voi johtua siitä, että ne sijaitsevat aavikoilla tai kylmemmillä alueilla maailmassa, joissa muiden resurssien mahdollisuudet ovat rajalliset. Siksi fossiiliset polttoaineet rahoittavat usein sosiaalisia ohjelmia ja yksityistä taloutta alueilla, joilla muita mahdollisuuksia on vähän.
Toinen fossiilisten polttoaineiden eduista on se, että useimmat polttomoottorit ja sähkölaitokset käyttävät tämän tyyppistä polttoainetta bensiinin ja hiilen muodossa. Syy siihen, miksi fossiilisista polttoaineista tuli ensisijainen energialähde, johtuu niiden kyvystä muuttaa potentiaalinen energia mekaaniseksi energiaksi. Ne tekevät niin erittäin tehokkaasti ja kuluttavat siksi vähemmän polttoainetta energiayksikköä kohti.
Vaikka nämä positiiviset hyödyt voivat olla erittäin hyviä, etenkin joillekin laitteille ja alueille, negatiiviset fossiilisten polttoaineiden vaikutukset etsivät vaihtoehtoisia energialähteitä. Vaikka nämä vaihtoehtoiset lähteet eivät usein tuota yhtä paljon energiaa, ne ovat usein uusiutuvia ja niitä voidaan tuottaa laajemmalla maantieteellisellä alueella. Ne voivat myös torjua joitakin fossiilisten polttoaineiden kielteisiä sosiaalisia, poliittisia ja ympäristövaikutuksia.
Fossiilisten polttoaineiden sosiaaliset ja poliittiset vaikutukset liittyvät jonkin verran toisiinsa. Fossiilisia polttoaineita ympäröivä poliittinen paine voi usein johtaa levottomuuksiin, järjestelmän muutoksiin ja jopa sotaan. Nämä tilanteet voivat johtaa äärimmäisiin sosiaalisiin vaikeuksiin. Vaikka maa olisi käteisrikas, toimitusjärjestelmä ja vaaralliset tilanteet, joihin liittyy sosiaalisia levottomuuksia, voivat merkitä sitä, että monet ihmiset eivät koskaan näe monia fossiilisia polttoainerahoja.
Fossiilisten polttoaineiden vaikutuksiin sisältyy myös kielteisiä ympäristövaikutuksia. Näitä ovat muun muassa fossiilisten polttoaineiden polttamisesta aiheutuvat haitalliset päästöt sekä hiilidioksidin vapautuminen ilmakehään. Nämä päästöt aiheuttavat huonoa ilmanlaatua ja savusumua monilla alueilla ympäri maailmaa. Monet ilmastotutkijat ovat pitäneet hiilidioksidia keskeisenä ilmaston lämpenemisen tekijänä ja erityisen voimakkaana kasvihuonekaasuna.